pháp xúc tác lắng đọng hóa học trong pha hơi (CVD)
Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết của quá trình hình thành các dạng vật liệu cacbon nano, chúng tôi đã đề nghị một sơ đồ tổng hợp loại vật liệu này theo phương pháp CVD và được minh họa ở hình 2-1.
Hình 2-1 Sơ đồ hệ thiết bị tổng hợp vật liệu cacbon nano theo CVD
Chú thích:
- (I): Cụm các bình khí nguyên liệu đầu vào, van giảm áp và thiết bị điều khiển lưu lượng dòng; - (II): Lò nung kiểu ống có chương trình nhiệt độ theo thời gian, thiết bị phản ứng bằng quartz; - (III): Bộ phận trao đổi nhiệt, bình sục khí và thiết bị sắc ký khí
Dựa trên sơ đồ này, với sự giúp đỡ của Phòng thí nghiệm Vật liệu, Bề mặt và các Quá trình xúc tác (LMSPC) thuộc Đại học Louis Pasteur (Pháp), chúng tôi đã lắp đặt một dây chuyền công nghệ tổng hợp cacbon nano tại phòng thí nghiệm của trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng, như được trình bày trên hình 2-2.
(I)
(II)
Dây chuyền này cho phép dùng để tổng hợp xúc tác, tổng hợp các loại CNT và CNF với hiệu suất và độ đồng nhất cao cũng như tạo hình cho cacbon nano, những nội dung này sẽ được trình bày trong phần sau của luận án.
Hệ thiết bị này hoàn toàn có thể phát triển thành một dây chuyền hoàn chỉnh qui mô pilot để sản xuất CNT hoặc CNF phục vụ cho các mục đích thương mại.
Hình 2-2 Hệ thiết bị tổng hợp CNT lắp đặt tại PTN ĐHBK Đà Nẵng
Nguồn nguyên liệu cacbon cung cấp cho các phản ứng lắng đọng để tổng hợp cacbon nano là LPG hoặc etan (C2H6) nhờ tính ổn định, ít độc hại và cho hiệu suất thu hồi cacbon nano cao hơn so với các khí chứa cacbon khác đã nghiên cứu (CO, CH4, C2H2, C2H4, C6H6…).
Trên cơ sở dây chuyền lắp đặt, chúng tôi tiến hành các nghiên cứu thực nghiệm tổng hợp cacbon nano từ nguồn cacbon thông dụng của Việt Nam là LPG và etan nhập ngoại để so sánh trên xúc tác Fe/-Al2O3.