Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2 Kết quả chế tạo ống nano cacbon định hướng vng góc (VA-CNTs)
3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch chứa hạt xúc tác Fe3O4
Như ta đã biết, chất lượng của CNTs phụ thuộc vào mật độ của hạt xúc tác. Mà nồng độ của dung dịch lại ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ của hạt xúc tác. Do đó, chúng tơi đã tiến hành CVD nhiệt để khảo sát nồng độ của dung dịch xúc tác Fe3O4 với ba giá trị: 0,01M, 0,026M, 0,033M, các thông số CVD khác như nhiệt độ, thời gian.. được giữ nguyên. Dưới đây là ảnh SEM kết quả sản phẩm CNTs thu được:
Hình 3.11. Ảnh SEM của VA – CNTs trên đế Si/SiO2 với các nồng độ dung dịch xúc tác khác nhau: (a) 0,01M, (b) 0,026M, (c) 0,033M.
Từ hình 3.11 ta thấy CNTs định hướng vng góc được tổng hợp thành công đối với cả 3 nồng độ dung dịch chứa hạt xúc tác Fe3O4 đã sử dụng. Tuy nhiên, mật độ, chiều dài và tốc độ mọc CNTs trong 3 trường hợp hoàn toàn khác nhau. Ta có thể thấy, CNTs định hướng vng góc mọc trong hai trường hợp có nồng độ dung dịch xúc tác là 0,01M và 0,026M có mật độ dày đặc và sự đồng đều về chiều cao (hình 3.11a,b). Tuy nhiên, khi tăng tăng nồng độ dung dịch xúc tác từ 0,01M lên 0,026M thì chiều dài của VA – CNTs cũng tăng lên (từ 3 – 4 m lên 6 – 7 m). Tiếp tục tăng nồng độ Fe3O4 lên đến 0,033 M, ống nano cacbon được quan sát thấy ngắn hơn và có tồn tại cacbon vơ định hình (hình 3.11c). Điều này có thể giải thích do nồng độ cao, số lượng hạt xúc tác lớn dẫn đến sự hình thành các lớp hạt xúc tác trên bề mặt đế Si/SiO2. Do sự chồng chất của hạt xúc tác nên khơng thể loại bỏ hồn toàn hợp chất cao phân tử trong quá trình gia nhiệt. Kết quả là cacbon vơ định hình được hình thành và cản trở quá trình mọc CNTs. Như vậy, ta có thể thấy CNTs thu được trong trường hợp nồng độ xúc tác 0,026M là dài nhất trong ba nồng độ khảo sát. Nồng độ
dung dịch xúc tác 0,026M được cho là điều kiện phù hợp nhất để mọc CNTs định
hướng vng góc.