Descarga de arco anódica es uno de los métodos más prácticos y eficaces para sintetizar nanoestructuras de carbono diferentes. Para aumentar la capacidad de control del arco y la flexibilidad, un campo magnético no uniforme fue presentado a proceso de la síntesis de un solo paso de copos de grafeno a gran escala y de alta pureza nanotubos de carbono.
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Artículo de método
Síntesis simultánea de los nanotubos de carbono de pared simple y grafeno en un arco de plasma magnético mejorada
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Resumen
Resumen
Nanoestructuras de carbono como los nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT) y el grafeno atraer a un diluvio de interés de los estudiosos en la actualidad debido a su aplicación muy prometedora para sensores moleculares, transistores de efecto de campo y super dispositivos electrónicos delgados y flexibles 4.1. Descarga de arco anódica con el apoyo de la erosión del material del ánodo es uno de los métodos más prácticos y eficientes, que pueden proporcionar información específica de no-equilibrio los procesos y una gran afluencia de materiales de carbono para el desarrollo de estructuras a una temperatura relativamente alta, y por lo tanto el as- sintetizados tienen pocos defectos estructurales y una mejor cristalinidad.
Para mejorar aún más la capacidad de control y la flexibilidad de la síntesis de nanoestructuras de carbono en el arco de descarga, los campos magnéticos pueden ser aplicados durante el proceso de síntesis de acuerdo con las fuertes respuestas magnéticas de plasmas de arco. Se demostró que el mayor arco magnético-Discharge puede aumentar la duración media de SWCNT 5, reducir la distribución del diámetro de las partículas del catalizador metálico y 6 de los nanotubos de carbono, y cambiar la relación de los metálicos y semiconductores 7 nanotubos de carbono, así como llevar a la síntesis de grafeno 8.
Por otra parte, vale la pena señalar que cuando se introduce un campo magnético no uniforme con la componente normal de la corriente en el arco, la fuerza de Lorentz a lo largo de la dirección de J × B puede generar el chorro de plasma y hacer la entrega efectiva de las partículas de iones de carbono y flujo de calor a las muestras. Como resultado, los grandes copos de grafeno de alta pureza y nanotubos de carbono se han generado simultáneamente por tales nuevo método de arco magnético mejorada anódico. Arco de imágenes, microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopio electrónico de transmisión (TEM) y la espectroscopia Raman fueron empleados para analizar la caracterización de nanoestructuras de carbono. Estos resultados indican unaamplio espectro de oportunidades para manipular las propiedades de nanoestructuras producidas en plasmas por medio de controlar las condiciones de arco.
Protocolo
1. Preparación de ánodos
- Polvo de níquel escala (99,8%, 300 mesh) y el itrio en polvo (99,9%, malla 40), según la radio molar de 4,2:1 en forma de polvo catalizador.
- Mezclar el polvo de catalizador con polvo de grafito (99,9995%, malla 200) muy bien. Rellene el polvo mezclado con varilla de grafito hueco (5 mm de diámetro exterior, 2,5 mm de diámetro interno y 75 mm de longitud) con firmeza. Asegúrese de que la radio molar total de C: Ni: Y en la barra del ánodo es 94.8:4.2:1, que es la relación óptima para sintetizar SWCNT 9.
- Instalar la barra de cátodo (grafito puro, 13 mm de diámetro) y la barra del ánodo de peluche dentro....
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Discusión
En las instantáneas de vídeo se muestra en la Figura 1b y 1d, para el caso de que la brecha entre los electrodos se colocan a una distancia de aproximadamente h = 75 mm desde el fondo de imán permanente, hay que señalar que el cambio de posición del imán (que probamos cambio imán a lo largo de los resultados del eje z, y girando el imán sobre) en la desviación del flujo de chorro de arco en la dirección x que corresponde a la dirección de la fuerza J x B se ilustra en la figura .......
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Divulgaciones
No tenemos nada que revelar.
Agradecimientos
Este trabajo fue apoyado por la NSF / DOE Asociación de Ciencia y Tecnología Plasma (NSF Grant No. CBET-0853777 y el DOE el subsidio N º DE SC0001169), STTR Fase I del proyecto (NSF STTR Fase I No.1010133). Los autores desean agradecer al Programa de Investigación PPPL fuera del hotel con el apoyo de la Oficina de Ciencias de la Energía de Fusión para el apoyo a las experiencias de arco.
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Materiales
Tabla de reactivos y equipos específicos:
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Nombre del reactivo | Empresa | Número de catálogo | Comentarios (opcional) |
| Metanol | Acros orgánicos | 423950010 | |
| Níquel en polvo | Alfa Aesar | 10581 | |
| Itrio en polvo | Acros orgánicos | 318060050 | |
| Polvo de grafito | Alfa Aesar | 40799 | |
| Hueca caña de grafito | Saturno Industrias | POCO EDM 3 | |
| Imán permanente | McMaster-Carr | 57315K51 | |
| Molibdeno hoja | Dingqi Ciencia. y Tecnología. | 080504-11 | |
| Ultrasónico dismembrator | Fisher Scientific | Modelo 150T | |
| De efecto Hall Gaussmeter | AI | Modelo 100 | |
| Fuente de alimentación de soldadura | Miller Electric | Gold Star 600SS | |
| Bomba de vacío | J / B | DV-85N | |
| SEM | Zeiss | LEO 1430VP | |
| TEM | JEOL | 1200 EX | |
| Raman | Horiba | HR800 |
Referencias
- Dai, H. J. Electrical transport properties and field effect transistors of carbon nanotubes. Nano. 1, 1-13 (2006).
- Lai, K. W. C., Xi, N., Fung, C. K. M., Chen, H. Z., Tarn, T. J. Engineering the band gap of carbon nanotube for infrared sensors. Applied Physics L....
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Reimpresiones y permisos
