Carbon nanotubes production in a plasma of high frequency gas discharge and its identification




A method for the carbon nanotubes (CNTs) synthesis by subliming a mixture of carbon powder with a catalyst in an inert gas plasma flow generated in the HF plasma torch is presented. A carbon vapor condensation in fulleren soot held on a cold target located in the installation chamber. The nanotubes characteristics research of the material composition on which the condensed carbon vapor produced is carried out. As such materials metal plates made of stainless and carbon steel, carbon cloth, Mo, Ta, Al, Cu are used. The advantages of the developed method for CNTs producing in comparison with the known ones are showed. The parameters of an argon plasma jet and plasma with carbon particles diagnostic was carried out by the spectral method. The composition of the synthesized carbon soot was carried out with modern highly informative methods using (Raman spectroscopy, transmission electron microscopy, etc.). In the result of the experiments the samples of the soot, containing CNTs of small diameter <2 nm, characteristic of single-walled nanotubes, are obtained.

Получение углеродных нанотрубок в плазме высокочастотного газового разряда и их идентификация

Предложен способ синтеза углеродных нанотрубок (УНТ) путем сублимации смеси углеродного порошка с катализаторами в плазменном потоке инертного газа, генерируемого в ВЧ-плазмотроне. Конденсация паров углерода в фуллереносодержащую сажу проходила на холодной мишени, расположенной в рабочей камере установки. Проведены исследования состава материала, на котором конденсировался углеродный пар, на характеристики получаемых нанотрубок. В качестве таких материалов использовались металлические пластинки из нержавеющей и обычной стали, углеродная ткань, Mo, Ta, Al, Cu. Показаны преимущества разработанного способа получения УНТ по сравнению с известными. Диагностика параметров струй аргоновой плазмы и плазмы с частицами углерода проводилась спектральным методом. Анализ состава синтезируемой сажи проводился современными высокоинформативными методами (рамановская спектроскопия, просвечивающая электронная микроскопия и др.). В результате проведенных экспериментов получены образцы сажи, содержащие УНТ малого диаметра < 2 нм, характерного для однослойных нанотрубок.