к.т.н., доцент, кафедра техники и технологий производства нанопродуктов, ул. Советская 106, г. Тамбов, 392000, Россия
Cand. Sci. (Engin.), associate professor, technique and technology of production of nanoproducts department, 106, Sovetskaya Str., Tambov, Russia
аспирант, кафедра техники и технологий производства нанопродуктов, ул. Советская 106, г. Тамбов, 392000, Россия
postgraduate, technique and technology of production of nanoproducts department, 106, Sovetskaya Str., Tambov, Russia
магистрант, кафедра техники и технологий производства нанопродуктов, ул. Советская 106, г. Тамбов, 392000, Россия
master student, technique and technology of production of nanoproducts department, 106, Sovetskaya Str., Tambov, Russia
д.т.н., профессор, кафедра техники и технологий производства нанопродуктов, ул. Советская 106, г. Тамбов, 392000, Россия
Dr. Sci. (Engin.), professor, technique and technology of production of nanoproducts department, 106, Sovetskaya Str., Tambov, Russia
к.т.н, доцент, кафедра техники и технологий производства нанопродуктов, ул. Советская 106, г. Тамбов, 392000, Россия
Cand. Sci. (Engin.), associate professor, technique and technology of production of nanoproducts department, 106, Sovetskaya Str., Tambov, Russia
д.х.н., профессор, кафедра техники и технологий производства нанопродуктов, ул. Советская 106, г. Тамбов, 392000, Россия
Dr. Sci. (Chem.), professor, technique and technology of production of nanoproducts department, 106, Sovetskaya Str., Tambov, Russia
В работе изучены особенности получения Со-Мо/Al2O3 катализатора синтеза углеродных нанотрубок (УНТ) методом термического разложения. Выявлено, что продолжительность реализации стадии термического разложения предкатализатора в процессе получения металлоксидной системы оказывает существенное влияние на ее активность в процессе синтеза углеродных наноструктурных материалов методом газофазного химического осаждения (ГФХО). Доказано, что эффективный катализатор синтеза УНТ можно получить методом термического разложения, при реализации термообработки в одну ступень (разложение предкатализтора), при этом отсутствует вторая ступень – стадия прокаливания металлоксидной системы. Использование Co-Mo/Al2O3 катализатора, полученного методом термического разложения без реализации стадии прокаливания, в процессе ГФХО способствует снижению себестоимости синтезируемых УНТ. С помощью сканирующей электронной микроскопии показано, что от условий термообработки предкатализатора зависит размер зерен, и удельная поверхность формируемого Со-Мо/Al2O3 катализатора. Управляя условиями реализации процесса термического разложения предкатализатора (температура, объем, продолжительность и др.) можно регулировать не только характеристики получаемого катализатора (удельная поверхность, эффективность), но и УНТ (диаметр, степень дефектности). В ходе экспериментов определены оптимальные режимы реализации методики получения Со-Мо/Al2O3 катализатора позволяющие формировать систему с удельной поверхностью ~108 м2/г. Использование полученного катализатора в процессе синтеза наноструктурных материалов обеспечивает высокий удельный выход многослойных УНТ диаметром 8-20 нм со степенью дефектности 0,97.
In this paper, the features of obtaining a Co-Mo/Al2O3 catalyst to synthesize carbon nanotubes (CNTs) by thermal decomposition were studied. It was revealed that the duration of the pre-catalyst thermal decomposition stage in the process of developing a metal oxide system has a significant impact on its activity in the synthesis of carbon nanostructured materials by chemical vapor deposition (CVD). It was proved that an effective catalyst for CNTs synthesis can be obtained by through thermal decomposition of the pre – catalyst, without calcination of the metal oxide system. The use of the Co-Mo/Al2O3 catalyst, synthesized in such a way, in the CVD process makes it possible to reduce the cost of synthesized CNTs. Using scanning electron microscopy, it was shown that the size of the grains, and specific surface area of the formed Co-Mo/Al2O3 catalyst depend on the thermal treatment conditions of the pre-catalyst. Under the conditions for the implementation of the pre-catalyst thermal decomposition stage (temperature, volume, duration, etc.), it is possible to contro not only the characteristics of the resulting catalyst (specific surface area, efficiency), but also the characteristics of the CNTs (diameter, degree of defectiveness). In the course of experiments, the optimal modes of implementation of the method for obtaining the Co-Mo/Al2O3 catalyst allowed forming a system with a specific surface area of ~ 108 m2/g. The use of the resulting catalyst in the synthesis of nanostructured materials provides a high specific yield of multi-walled CNTs with a diameter of 8-20 nm and a degree of defectiveness of 0.97.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.