BÁO CÁO CÔNG NGHỆ NANO ỐNG NANO CACBON (CARBON NANO TUBES)

BÁO CÁO CÔNG NGHỆ NANO ỐNG NANO CACBON (CARBON NANO TUBES)

BÁO CÁO CÔNG NGHỆ NANO

ỐNG NANO CACBON

(CARBON NANO TUBES)

 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO ỐNG NANO CACBON VÀ

FULƠREN

 CÁC TÍNH CHẤT ĐẶC BIỆT CỦA ỐNG NANO CACBON

 ỨNG DỤNG CỦA ỐNG NANO CACBON VÀ FULƠREN

GV: Nguyễn Thị Lưỡng

www.themegallery.com

I - CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

Phóng điện hồ quang

Dùng nguồn Laze

Nghiền bi và ủ nhiệt

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

Lắng đọng pha hơi hóa học (CVD ).

I - CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

* Cơ chế mọc ống Nano Carbon

Hạt xúc tác được tạo trên đế

Khí CnHn sẽ được phân li thành

các nguyên tử carbon và các sản

phẩm phụ khác nhờ chất xúc tác

Các sản phẩm sau phân ly sẽ lắng

đọng trên các hạt xúc tác Ở đây

sẽ xảy ra quá trình tạo các liên kết

C-C và hình thành CNTs

Kích thước ống CNTs phụ thuộc

vào kích thước chất xúc tác. Cơ chế mọc ống nano carbon

I - CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

* Cơ chế mọc ống Nano Carbon

Kích thước của các hạt xúc tác kim loại và các điều kiện liên quan khác quyết định ống nano là ống đơn vách (SWCNTs) hay đa vách (MWCNTs) Liên kết giữa các hạt xúc tác và đế mà ống nano cácbon quyết định cơ chế mọc: mọc từ đỉnh của hạt lên hay mọc từ đế lên tạo thành CNTs

Ảnh SEM của CNTs với các hạt xúc tác ở đầu ống và ở cuối ống

I - CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

1- Phương pháp lắng đọng pha hơi hóa học (CVD)

● Nguyên lý:

Sử dụng carbon từ hidro carbon(CH4,C2H2) hoặc CO và

năng lượng nhiệt hoặc plasma hay Laze để phân ly các phân

tử khí thành các nguyên tử carbon hoạt hóa.Các nguyên tử

cacbon này khuếch tán xuống đế, và lắng đọng lên các hạt kim loại xúc tác xúc tác (Fe, Ni, Co) CNTs được tạo thành.(nhệt

độ đặt vào 650-900 độ c )

● Ưu nhược điểm

- Dễ chế tạo và rẻ tiền

- Độ sạch không cao, thường phải

dùng thêm các cách làm sạch Ảnh SEM các ống carbon nano

mọc bằng phương pháo CVD

I - CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

1- Phương pháp lắng đọng pha hơi hóa học (CVD)

Một số kỹ thuật dùng CVD tạo CNTs thường được sử dụng

- Phương pháp CVD nhiệt

- Phương pháp CVD tăng cường Plasma

- Phương pháp CVD xúc tác Alcohol

- Phương pháp CVD nhiệt có Laze hỗ trợ

- Phương pháp mọc bay hơi

- Phương pháp CVD xúc tác với CoMoCat

I - CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

1- Phương pháp lắng đọng pha hơi hóa học (CVD)

Phương pháp CVD nhiệt

Cấu tạo: gồm một ống thạch anh

được bao quanh bởi một lò nhiệt

Hoạt động: khí chứa carbon được

đưa vào ống tạo thành carbon

nguyên tử Dưới nhiệt độ cao, các

nguyên tử carbon bị phân tán trên

các hạt nano kim loại và trở thành

trung hòa Nguyên tử carbon sau đó

lắng đọng thành CNTs.

Sơ đồ khối hệ CVD nhiệt

I - CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

1- Phương pháp lắng đọng pha hơi hóa học (CVD)

Hiện nay để giảm thời

gian nung nhiệt cho lò

ban đầu Phòng thí

nghiệm ống nano đã

đề xuất sử dụng thay

thế một ống lò ở trên

bằng 4 ống lò sử dụng

ống thép không rỉ do

vậy mà thời gian

chuẩn đị lò đốt giảm

đi từ 2 ngày xuống

còn 2h.

I - CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

1- Phương pháp lắng đọng pha hơi hóa học (CVD)

Dây truyền chế tạo CNTs bằng phương pháp CVD nhiệt:

I - CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

2- Phương pháp phóng điện hồ quang

● Nguyên lý:

Hơi carbon được tạo ra bằng

phóng một luồng hồ quang điện giữa

hai điện cực làm bằng than hoặc

graphit CNTs tự mọc lên từ hơi carbon.

● Ưu nhược điểm:

- Là phương pháp đơn giản cho CNTs

chất lượng cao và cấu trúc hoàn hảo.

- Không thể điều khiển được đường

kính cũng như chiều dài của CNTs (do

tính không liên tục và không ổn định).

Hệ thiết bị chế tạo CNTs bằng phương pháp hồ quang điện

I - CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

2- Phương pháp phóng điện hồ quang

Các kỹ thuật chế tạo CNTs bằng hồ quang khác

- Hệ tạo CNTs bằng hồ quang ngoài không khí

- Hệ tạo CNTs bằng hồ quang trong nitơ lỏng

- Hệ tạo CNTs bằng hồ quang trong từ trường

- Hệ tạo CNTs bằng hồ quang với điện cực Plasma quay

Hệ phóng điện hồ quang bằng plasma quay

I - CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

3- Phương pháp dùng nguồn Laze

Nguyên lý:

Một chùm Laze năng lượng

cao(xung hoặc liên tục) làm bay hơi

một bia Graphit trong lò ở nhiệt độ

cao khoảng 12000C

Khí trơ He và Ne trong lò giữ áp

suất 500 torr và đưa hơi carbon về

cực lắng đọng

Các nguyên tử carbon lắng đọng lại

tạo thành các đám có thể gồm

fullerence và MWCNTs

Hệ tạo CNTs bằng phương pháp chùm Laze

I - CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

3- Phương pháp dùng nguồn Laze

Các nguyên tử, phân tử các bon lắng đọng lại tạo

thành các đám có thể gồm fullerence và MWCNTs

Để tạo ra SWCNTs thì bia phải có xúc tác kim loại

(Co, Ni, Fe hoặc Y)

Ưu nhược điểm:

 Sản phẩm thu được có độ sạch cao

 Khá tốn kém do nguồn Laze phải có công suất lớn,

điện cực than có độ sạch cao, lượng sản phẩm tạo ra ít

www.themegallery.com

Company Logo

I - CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

4- Phương pháp nghiền bi và ủ nhiệt

Dùng bình thép không rỉ có chứa các bi thép không rỉ với độcứng cao và đổ vào bình thép bột graphit tinh khiết

(98%) Bình thép không rỉ được thổi khí Argon với áp

suất 300 kPa Quay bình để bi thép không rỉ nghiền bột graphit khoảng 15 giờ Sau khi nghiền, bột có rất nhiều ống nano các bon đa vách

Người ta cho rằng quá trình nghiền tạo ra các hạt graphit nhiều mầm để phát triển ống nano các bon và khi nung ủ nhiệt, các mầm đó phát triển thành ống nano các bon

THANKS FOR WATCHING