Тезисы докладов - Институт катализа им. Г.К. Борескова

СОЗДАНИЕ КАТАЛИЗАТОРОВ СИНТЕЗА
УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК
УД-38
° Усольцева A.Н., Кузнецов В.Л.
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН,
630090 Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 5,
ann@catalysis.nsk.su
На основании анализа предложенных в литературе механизмов
формирования углеродных нанотрубок и волокон стадия нуклеации
углерода на поверхности металла выделена как определяющая
тип формирующихся углеродных отложений (углеродных волокон,
многослойных или однослойных нанотрубок). Проведен термодинамический
анализ стадии зародышеобразования углерода на поверхности
металлических катализаторов. Получено уравнение,
связывающее критический радиус углеродного зародыша и реакционные
параметры, такие как реакционная температура, степень
насыщения металлической частицы углеродом, работа адгезии металла
к графиту и величина энергии связи металл-углерод. На основе
полученных результатов сформулированы требования к
катализаторам для селективного синтеза углеродных нанотрубок
одного типа (многослойных или однослойных). Исследовано влияние
условий активации катализатора и реакционной температуры
на синтез углеродных нанотрубок на примере реакций каталитического
пиролиза метана и этанола в температурном интервале 600 -
1000°С в присутствие катализаторов на основе Fe и Co, нанесенных
на MgO, CaCO 3 и SiO 2 . Показано, что с использованием одного и
того же типа катализатора, в зависимости от условий формирования
(активации) металлических частиц, можно целенаправленно
синтезировать различные по структуре типы углеродных отложений.
При варьировании температуры реакции были получены многослойные
и однослойные углеродные нанотрубки с различными
диаметрами. Полученные экспериментальные результаты обсуждаются
в рамках общего подхода, базирующегося на термодинамическом
анализе нуклеации углерода на поверхности металлов.
°
стипендиат МБНФ им К.И. Замараева
137