a) Phương pháp lắng đọng pha hơi hóa học
Trong phương pháp lắng đọng pha hơi hóa học thường sử dụng nguồn cacbon là các hydrocacbon (CH4, C2H2) hoặc CO và sử dụng năng lượng nhiệt, plasma hoặc laser để phân ly các phân tử khí thành các nguyên tử cacbon hoạt hóa. Các nguyên tử cacbon này khuếch tán xuống đế và lắng đọng lên các hạt kim loại xúc tác (Fe, Ni, Co) và CNT được tạo thành. Nhiệt độ vào khoảng 650o
C – 900o
C [44].
Yêu cầu của phương pháp lắng đọng hóa học là phải sử dụng xúc tác trong quá trình lắng đọng. Tùy theo từng loại xúc tác mà có các sản phẩm ống nano cacbon khác nhau như đa tường hay đơn tường. Để chế tạo một lượng lớn ống nano cacbon thường sử dụng xúc tác kim loại là Co, Fe và đây là phương pháp dễ chế tạo, rẻ tiền.
b) Phương pháp phóng điện hồ quang
Phương pháp phóng điện hồ quang được nhà nghiên cứu Thomas Ebbesen và Pulickel M. Ạjayan thực hiện tại phòng thí nghiệm của hãng NEC tại Tsukuba (Nhật Bản) công bố năm 1992. Phương pháp này được thực hiện với hai điện cực cacbon đặt cách nhau 1mm trong buồng khí trơ (He hoặc Ar) ở áp suất thấp (giữa 50 và 700 mbar ). Một dòng điện có cường độ 50- 100A được điều khiển bởi điện thế khoảng 20V tạo ra sự phóng điện hồ quang nhiệt độ cao giữa hai điện cực cacbon. Luồng hồ quang này làm bay hơi một điện cực cacbon và lắng đọng trên điện cực còn lại, khi đó CNT tự mọc lên từ hơi cacbon và sản phẩm SWCNT hoặc MWCNTs sinh ra tùy thuộc vào chất xúc tác kim loại (Fe, Ni, Co, Mo) [44].
Hình 1.7. Chế tạo CNT bằng phương pháp phóng điện hồ quang
c) Phương pháp laser
Phương pháp laser được thực hiện khi cho tia laser chiếu vào một thanh graphit có pha hạt Co và Ni với tỉ lệ 50: 50, kích thước hạt cỡ 1 micromet. Thanh graphit được đặt trong môi trường khí trơ Ar hoặc He, tia laser năng lượng cao (xung hoặc liên tục) chiếu vào làm graphit nóng đến 1200o
C và bị bốc bay tạo thành các sản phẩm nano cacbon. Tiếp đó là gia công nhiệt ở 1000oC để lấy đi C60 và các fuloren khác để thu được ống nano cacbon. Trong lò có chứa khí trơ He hoặc Ar với mục đích giữ áp suất trong lò ở 500 torr và đóng vai trò khí mang đưa hơi cacbon về phía cực lắng đọng. Phương pháp chủ yếu sản xuất ra những ống nano cacbon 1 lớp, hiệu suất > 70%. CNT được tạo ra
bằng phương pháp bay hơi chùm tia laser có độ tinh khiết cao hơn phương pháp hồ quang điện. Tuy nhiên do phương pháp này cần nguồn laser có cường độ lớn nên tốn kém [44].
Hình 1.8. Chế tạo CNT bằng phương pháp laser