Nghiên cứu tổng hợp vật liệu C-CNTs và khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến đặc tính sản phẩm

##plugins.themes.academic_pro.article.main##

Author

  • Lê Đức Ngưu
    Học viên cao học K40, ngành Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng
    Nguyễn Đình Lâm, Trương Hữu Trì
    Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng

Từ khóa:

C-CNTs
CVD
SEM
TEM
BET
TGA
Carbon felt

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đã tổng hợp được CNTs lên bề mặt của carbon felt (C-CNTs) bằng phương pháp kết tụ hóa học trong pha hơi trên hệ thống gia nhiệt trực tiếp với nguồn carbon là ethanol. Tại 725oC, hiệu suất và giá trị BET thu được của sản phẩm lần lượt là 44% khối lượng và 74 m2/g. Độ bền nhiệt của sản phẩm thấp hơn so với carbon felt ban đầu. Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ tổng hợp đến các tính chất vật liệu cho thấy khi nhiệt độ phản ứng tăng từ 676oC đến 784oC, hiệu suất sản phẩm tăng từ 21,61% đến 66% khối lượng. Trong khi đó diện tích bề mặt riêng của C-CNTs tăng khi nhiệt độ tăng đến 725oC và không có nhiều thay đổi khi nhiệt độ tổng hợp cao hơn. Tuy nhiên, giá trị BET của CNTs đạt giá trị cao nhất tại 725oC và sau đó giảm mạnh. Quan sát ảnh SEM có thể thấy, kích thước CNTs đồng đều hơn khi nâng cao nhiệt độ tổng hợp, tuy nhiên mật độ hình thành vật liệu lại có xu hướng giảm.

Tài liệu tham khảo

    [1] H. Hafner, C. L. Cheung and C. M. Lieber, “Direct Growth of SingleWalled Carbon Nanotube Scanning Probe Microscopy Tips”. J. Am. Chem. Soc, 1999. 121, pp. 9750-9751.
    [2] Saito, G. Dresslhaus and M. S. Dresselhaus, “Electronic structure and growth mechanism of carbon nanotubes”, Materials Sicence and Engineering, 1993. 19, pp.185-191.
    [3] Prasek, J., et al., “Methods for carbon nanotubes synthesis”, Journal of Materials Chemistry, 2011. 21(40): p. 15872-15884.
    [4] Nurulhuda, et al., “Evaporated ethanol as precursor for carbon nanotubes synthesis”, Advanced Materials Research, 2014. 832:
    322-327.
    [5] Sosnowchik, B.D. and L. Lin, “Rapid synthesis of carbon nanotubes via inductive heating”, Applied physics letters, 2006. 89(19):
    193112.
    [6] Zhan, Y., et al., “Tunable electromagnetic wave absorbing properties of carbon nanotubes/carbon fiber composites synthesized directly and rapidly via an innovative induction heating technique”. Carbon, 2021. 175: p. 101-111.
    [7] Wiak, S., et al., “Induction heating process of ferromagnetic filled carbon nanotubes based on 3-D model”, Open Physics, 2017. 15(1): p. 1061-1066.
    [8] Xiao, N., et al., “Synthesis of a carbon nanofiber/carbon foam composite from coal liquefaction residue for the separation of oil and water”, Carbon, 2013. 59: p. 530-536.
    [9] Liu, Y., et al., “Macroscopic shaping of carbon nanotubes with high specific surface area and full accessibility”. Materials Letters, 2012. 79: p. 128-131.
    [10] Chai, S.-P., S.H.S. Zein, and A.R. Mohamed, “The effect of catalyst calcination temperature on the diameter of carbon nanotubes synthesized by the decomposition of methane”, Carbon, 2007. 45(7): p. 1535-1541.
    [11] Xiong, G., et al., “Effect of temperature, pressure, and gas ratio of methane to hydrogen on the synthesis of double-walled carbon nanotubes by chemical vapour deposition”, Nanotechnology, 2005. 16(4): p. 532.
    [12] Hu Ming, Ding Peiling, Zhang Yunlong, Gao Jing, and Ren Xiaoxue, “Effect of Reaction Temperature on Carbon Yield and Morphology of CNTs on Copper Loaded Nickel Nanoparticles”. Journal of Nanomaterials, Volume 2016, Article ID 8106845, 5 pages.
    [13] Li, W., J. Wen, and Z. Ren, “Effect of temperature on growth and structure of carbon nanotubes by chemical vapor deposition”, Applied Physics A, 2002. 74(3): p. 397-402.
    [14] Nagpure, A.S., et al., “Hydrogenation of cinnamaldehyde to hydrocinnamaldehyde over Pd nanoparticles deposited on nitrogen-doped mesoporous carbon”, RSC advances, 2016. 6(50): p. 44333-44340.
    [15] Dương Thế Hy, Lê Đức Ngưu, Phạm Hữu Linh, Nguyễn Đình Lâm và Trương Hữu Trì, “Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình chức hóa bề mặt carbon xốp lên hiệu suất và đặc tính của sản phẩm trong quá trình tổng hợp nano composite C-CNF”, Tạp chí Hóa học, 2019, Vol. 57, No. 6E12, p.151-157.
    [16] McKee, G.S. and K.S. Vecchio, “Thermogravimetric analysis of synthesis variation effects on CVD generated multiwalled carbon nanotubes”, The Journal of Physical Chemistry B, 2006. 110(3):
    1179-1186.
    [17] Sangwichien, C., G. Aranovich, and M. Donohue, “Density functional theory predictions of adsorption isotherms with hysteresis loops”, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2002. 206(1-3): p. 313-320.
    [18] Bahgat, M., et al., “Synthesis and modification of multi-walled carbon nano-tubes (MWCNTs) for water treatment applications”. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2011. 92(2): p. 307-313.
    [19] Tri Truong Huu, “ The effect of synthesis temperature on the carbon yield and characteristics of nano composite C-CNFs”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, Vol. 18, No. 6, 2020, p. 57-61
Xem thêm

##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##

Đã Xuất bản

Mar 31, 2022
Download
PDF
Cách trích dẫn
Lê Đức Ngưu, và Nguyễn Đình Lâm, Trương Hữu Trì. “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu C-CNTs Và khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến đặc tính sản phẩm”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 20, số p.h 3, Tháng Ba 2022, tr 18-22, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/7799.

##plugins.themes.academic_pro.article.details##