RU2310601C2 - Method of production of the carbonic nanotubes with the incapculated particles of nickel and cobalt and the installation for the synthesis of the materials based on the carbonic nanotubes and nanoparticles of nickel and cobalt - Google Patents

Method of production of the carbonic nanotubes with the incapculated particles of nickel and cobalt and the installation for the synthesis of the materials based on the carbonic nanotubes and nanoparticles of nickel and cobalt Download PDF

Info

Publication number
RU2310601C2
RU2310601C2 RU2005132267/15A RU2005132267A RU2310601C2 RU 2310601 C2 RU2310601 C2 RU 2310601C2 RU 2005132267/15 A RU2005132267/15 A RU 2005132267/15A RU 2005132267 A RU2005132267 A RU 2005132267A RU 2310601 C2 RU2310601 C2 RU 2310601C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nickel
cobalt
nanotubes
reactor
solution
Prior art date
Application number
RU2005132267/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005132267A (en
Inventor
Сергей В чеславович Савилов (RU)
Сергей Вячеславович Савилов
Георгий Александрович Зосимов (RU)
Георгий Александрович Зосимов
Валерий Васильевич Лунин (RU)
Валерий Васильевич Лунин
Original Assignee
Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова
ООО "Аналитические приборы и специальные технологии защиты"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, ООО "Аналитические приборы и специальные технологии защиты" filed Critical Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова
Priority to RU2005132267/15A priority Critical patent/RU2310601C2/en
Publication of RU2005132267A publication Critical patent/RU2005132267A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2310601C2 publication Critical patent/RU2310601C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry; methods and the devices for manufacture of the catalysts, the stationary chromatographic phases, the materials for sorption of the hydrogen.
SUBSTANCE: the invention may be used at manufacture of the catalysts, the stationary chromatographic phases, the materials for sorption of the hydrogen. The invention provides, that prepare the solution of acetylacetonate of the cobalt or of the nickel in benzol or its mixture with the alcohol. The vessel (11) is filled with the produced solution. Fill the bubbler (3) with benzol. The installation is sealed and filled with the nitrogen from the balloon (8). The quartz reactor (1) made with the capability of heating in the high-temperaturefurnace (5)is heated up in the nitrogen flow fed from the balloon (8). Then the nitrogen from the balloon (9) is fed into the vessel (11) under pressure and they sputter the solution of the cobalt or nickel acetylacetonate through the capillary tube (2) in the reaction zone of the reactor (1) with production of the corresponding catalyst. After that they feed benzol from the bubbler (3) into the reactor (1). As a result of it the decomposition of the benzol on the catalyst takes place. The invention allows to simplify the production process, to reduce the power inputs, to increase the yield and the quality of the carbonic nanotubes with the incapsulated particles of the nickel and cobalt.
EFFECT: the invention ensures simplification of the production process, reduction of the power inputs, the increase of the yield and the quality of the carbonic nanotubes with the incapsulated particles of the nickel and cobalt.
2 cl, 15 dwg

Description

Изобретение относится к области химической технологии получения композитных углерод-металлических материалов, а именно к способу получения углеродных нанотрубок, содержащих наноразмерные частицы металлов кобальта и никеля. Изобретение относится к каталитическому способу производства углеродных нанотрубок из углеводородов. Оно может быть использовано в производстве сорбентов, катализаторов, неподвижных хроматографических фаз, материалов для сорбции водорода. Такие свойства композитных материалов на основе углеродных нанотрубок, как механическая эластичность и заметная электропроводность, предполагают использование таких материалов в электронной промышленности.The invention relates to the field of chemical technology for the production of composite carbon-metal materials, and in particular to a method for producing carbon nanotubes containing nanoscale particles of cobalt and nickel metals. The invention relates to a catalytic method for the production of carbon nanotubes from hydrocarbons. It can be used in the production of sorbents, catalysts, stationary chromatographic phases, materials for hydrogen sorption. Such properties of composite materials based on carbon nanotubes, such as mechanical elasticity and noticeable electrical conductivity, suggest the use of such materials in the electronics industry.

Выбор металлов никеля и кобальта для синтеза композитных материалов на основе углеродных нанотрубок (УНТ) обусловлен возможностью применения в катализе, водородной энергетике, при создании магнитных и радиопоглощающих покрытий, а также тем, что эти металлы оказываются наиболее эффективными катализаторами роста УНТ (они проявляют каталитическую активность при разложении летучих углеродсодержащих соединений, образуют метастабильные карбиды, углерод способен довольно быстро диффундировать в этих металлах).The choice of nickel and cobalt metals for the synthesis of composite materials based on carbon nanotubes (CNTs) is due to the possibility of application in catalysis, hydrogen energy, and the creation of magnetic and radar absorbing coatings, as well as the fact that these metals are the most effective catalysts for the growth of CNTs (they exhibit catalytic activity upon decomposition of volatile carbon-containing compounds, they form metastable carbides, carbon is able to diffuse fairly quickly in these metals).

Известен каталитический метод получения УНТ, основанный на химическом газофазном отложении углерода при разложении ацетилена на частицах кобальта при 700°С (М.Jose-Yacaman, L.Rendon at al., Appl. Phys. Lett. 62 (1993) 657). Согласно известному методу используют в качестве катализатора 2,5 мас.% Fe на графите, восстановленном при температуре 350°С, для разложения смеси 9% ацетилена в азоте при 700°С. Общее количество образующегося углерода не измерялось, только сообщается, что образуется 65% графитовых трубчатых углеродных волокон. Диаметр трубок от 5 до 50 нм и длина до 50 мм, при этом диаметры трубок контролируются размером частиц железа, а длина - временем реакции.A known catalytic method for producing CNTs is based on chemical gas-phase deposition of carbon during the decomposition of acetylene on cobalt particles at 700 ° C (M. Jose-Yacaman, L. Rendon at al., Appl. Phys. Lett. 62 (1993) 657). According to the known method, 2.5 wt.% Fe is used as a catalyst on graphite, reduced at a temperature of 350 ° C, to decompose a mixture of 9% acetylene in nitrogen at 700 ° C. The total amount of carbon formed was not measured, it is only reported that 65% of graphite tubular carbon fibers are formed. The diameter of the tubes is from 5 to 50 nm and the length is up to 50 mm, while the diameters of the tubes are controlled by the size of the iron particles, and the length by the reaction time.

В работе К.Hernady, A.Fonseca, J.B.Nagy at al., Carbon 34(10) (1996) 1249 также используют в качестве катализатора 2,5 мас.% Fe на носителе, но в качестве носителя выбран силикагель. Исследовано разложение на этом катализаторе ацетилена, а также этилена, пропилена и метана при температуре 650-800°С. Показано, что наибольший выход УНТ получается при разложении ацетилена при 700°С. Получаемые УНТ с максимальным выходом, равным 184%, имеют средние диаметры 20 нм. Метан в принятых условиях не разлагается и нанотрубки не образует.In the work of K. Hernady, A.Fonseca, J.B. Nagy at al., Carbon 34 (10) (1996) 1249 also used 2.5 wt.% Fe on a support as a catalyst, but silica gel was chosen as a support. The decomposition of acetylene, as well as ethylene, propylene and methane at a temperature of 650-800 ° C, was studied on this catalyst. It was shown that the highest yield of CNTs is obtained upon decomposition of acetylene at 700 ° С. The resulting CNTs with a maximum yield of 184% have average diameters of 20 nm. Under accepted conditions, methane does not decompose and does not form nanotubes.

В работе W.Li, S.Xie, J.Wang; Science 274 (1996) 1701 для получения прямых УНТ в качестве подложки для разложения смеси 9% ацетилена в азоте используют наночастицы железа, внедренные в поры мезопористого силикагеля. Разложение ацетилена также проводят при 700°С. За 2 часа вырастает пленка толщиной около 50 мм, состоящая из множества углеродных нанотрубок со средними диаметрами около 30 нм и каналами по 4 нм.In the work of W. Li, S. Xie, J. Wang; Science 274 (1996) 1701 to obtain direct CNTs, iron nanoparticles embedded in the pores of mesoporous silica gel are used as a substrate for the decomposition of a mixture of 9% acetylene in nitrogen. The decomposition of acetylene is also carried out at 700 ° C. In 2 hours, a film with a thickness of about 50 mm grows, consisting of many carbon nanotubes with average diameters of about 30 nm and channels of 4 nm.

Широко распространен способ получения УНТ при высокотемпературном разложении метана [A.Oberlin, M.Endo, Т.Koyama, J. Cryst. Growth 32 (1976) 335, G.Tibbetts, M.Devour, E.Rodda; Carbon 25 (1987) 367, F.Benissad, P.Gadelle at al.; Carbon 26 (1988) 61]. Метан в смеси с водородом разлагается при одновременной подаче в реактор суспензии дисперсных частиц железа (размером порядка 12 нм) при температуре выше 1000°С. За несколько секунд образуются длинные углеродные нити, представляющие собой не нанотрубки, а пиролитический углерод.A widespread method for producing CNTs at high temperature decomposition of methane [A. Oberlin, M. Endo, T. Koyama, J. Cryst. Growth 32 (1976) 335, G. Tibbetts, M. Devour, E. Rodda; Carbon 25 (1987) 367, F. Benissad, P. Gadelle at al .; Carbon 26 (1988) 61]. Methane mixed with hydrogen decomposes when a suspension of dispersed iron particles (about 12 nm in size) is fed to the reactor at a temperature above 1000 ° C. In a few seconds, long carbon filaments are formed, which are not nanotubes, but pyrolytic carbon.

Известен также способ, по которому УНТ в большом количестве получают в результате разложения ацетилена в неподвижном слое нанесенного железного катализатора при температуре 700°С. Катализатор содержит 2,5 мас.% металлического железа на подложке из графита, цеолита или силикагеля. УНТ образуются в результате роста на кристаллитах железа, входящих в состав катализатора [К.Hemady, A.Fonseca, J.B.Nagy at al., Carbon 34(10) (1996) 1249]. Основные недостатки описанного способа получения углеродных нанотрубок следующие.There is also known a method by which CNTs in large quantities are obtained by decomposition of acetylene in a fixed layer of an supported iron catalyst at a temperature of 700 ° C. The catalyst contains 2.5 wt.% Metallic iron on a substrate of graphite, zeolite or silica gel. CNTs are formed as a result of growth on iron crystallites that make up the catalyst [K. Hemady, A. Fonseca, J.B. Nagy at al., Carbon 34 (10) (1996) 1249]. The main disadvantages of the described method for producing carbon nanotubes are as follows.

1. Специфичность действия предлагаемого катализатора для получения углеродных нанотрубок. В прототипе нанотрубки получаются только при разложении ацетилена. Из этилена получается в три раза меньше углеродных нанотрубок. Метан не разлагается в принятых условиях даже при 800°С.1. The specificity of the proposed catalyst for producing carbon nanotubes. In the prototype, nanotubes are obtained only by the decomposition of acetylene. Ethylene produces three times less carbon nanotubes. Methane does not decompose under accepted conditions even at 800 ° C.

2. Низкий выход УНТ на ед. массы катализатора за период его дезактивации (образуется 184% углеродных отложений). Низкий выход углерода может быть обусловлен низким содержанием активного металла в катализаторе, а также быстрой его дезактивацией за счет отложения аморфного углерода на поверхности трубок, что отмечают сами авторы. Последнее может быть вызвано неравномерным уплотнением углерода в неподвижном слое катализатора и возможным непостоянством температуры по всему слою катализатора.2. Low yield of CNTs per unit catalyst mass during the period of its deactivation (184% of carbon deposits are formed). The low carbon yield may be due to the low content of active metal in the catalyst, as well as its rapid deactivation due to the deposition of amorphous carbon on the surface of the tubes, which the authors themselves note. The latter can be caused by uneven compaction of carbon in the fixed catalyst bed and possible temperature variability throughout the catalyst bed.

3. Трудность отделения углеродных нанотрубок из-за большого количества фазы носителя в зауглероженном катализаторе.3. The difficulty in separating carbon nanotubes due to the large amount of carrier phase in a carbonized catalyst.

Известен способ получения УНТ разложением углеводорода на железосодержащем катализаторе при повышенной температуре, отличающийся тем, что для получения углеродных нанотрубок используют разложение метана ведут в виброожиженном слое катализатора при температуре не выше 650°С в присутствии катализатора, содержащего железо, кобальт и оксид алюминия в следующем соотношении, мас.%: железо - 25-85. кобальт - 5-75, оксид алюминия - остальное (RU №2146648, С01В 31/02, В82В 3/00, опубл. 2000.03.20).A known method of producing CNTs by decomposing a hydrocarbon on an iron-containing catalyst at elevated temperature, characterized in that for the production of carbon nanotubes, methane decomposition is carried out in a vibro-fluidized catalyst layer at a temperature not exceeding 650 ° C in the presence of a catalyst containing iron, cobalt and alumina in the following ratio , wt.%: iron - 25-85. cobalt - 5-75, aluminum oxide - the rest (RU No. 2146648, СВВ 31/02, В82В 3/00, publ. 2000.03.20).

Согласно известному способу в реактор диаметром 30 мм засыпают 0,2 г гранулированного катализатора в восстановленном состоянии с размером частиц 0,25-0,50 мм, содержащего, мас.%: железа - 85, кобальта - 5 и оксида алюминия - 10. Катализатор содержит в своем составе железо и кобальт в виде кристаллитов железокобальтового сплава размером около 30 нм. С помощью вибропривода катализатор приводят в виброожиженное состояние, включают нагрев и доводят температуру слоя катализатора до 625°С. Затем на катализатор подают метан, который, проходя через слой катализатора, разлагается на углерод и водород. Водород и непрореагировавший метан выводят из реактора. Расход метана поддерживают таким, чтобы обеспечивалось время контакта реагента и катализатора, равное 0,06 сек. Образующийся углерод остается на катализаторе и полностью удерживается в реакторе. Процесс ведут в течение 17 часов до полной дезактивации катализатора. Углерод от катализатора отделяют путем растворения катализатора в разбавленной соляной кислоте.According to the known method, 0.2 g of a granular catalyst in a reduced state with a particle size of 0.25-0.50 mm is poured into a reactor with a diameter of 30 mm, containing, wt.%: Iron - 85, cobalt - 5 and aluminum oxide - 10. Catalyst contains iron and cobalt in the form of crystallites of iron-cobalt alloy with a size of about 30 nm. Using a vibrodrive, the catalyst is vibro-fluidized, heating is turned on and the temperature of the catalyst layer is adjusted to 625 ° C. Then methane is fed to the catalyst, which, passing through the catalyst bed, decomposes into carbon and hydrogen. Hydrogen and unreacted methane are removed from the reactor. The methane flow rate is maintained so that the contact time of the reactant and catalyst is 0.06 sec. The carbon formed remains on the catalyst and is completely retained in the reactor. The process is conducted for 17 hours until the catalyst is completely deactivated. The carbon from the catalyst is separated by dissolving the catalyst in dilute hydrochloric acid.

Данное решение принято в качестве прототипа для заявленного способа.This decision was made as a prototype for the claimed method.

Известный способ позволяет получать УНТ с высоким выходом и обеспечивает чистоту и однородность получаемых нанотрубок. При этом получаемые, преимущественно прямые, УНТ не содержат на своей поверхности аморфного углерода. Кроме того, в результате каталитического разложения метана, помимо УНТ, параллельно образуется водород.The known method allows to obtain CNTs with high yield and ensures the purity and uniformity of the resulting nanotubes. Moreover, the obtained, mainly direct, CNTs do not contain amorphous carbon on their surface. In addition, as a result of the catalytic decomposition of methane, in addition to CNTs, hydrogen is formed in parallel.

Однако данный известный способ имеет недостаток, заключающийся в сложности исполнения.However, this known method has the disadvantage of complexity of execution.

Известна установка для синтеза материалов на основе углеродных нанотрубок и наночастиц никеля или кобальта, содержащая кварцевый реактор, выполненный с возможностью его нагрева в высокотемпературной печи, балоны с газом и блок измерения и контроля температуры нагрева кварцевого реактора, имеющий термопары для замера температуры снаружи и внутри кварцевого реактора (RU №2108966, С01В 31/00, С01В 31/02. опубл. 1998.04.20).A known installation for the synthesis of materials based on carbon nanotubes and nickel or cobalt nanoparticles, containing a quartz reactor made with the possibility of heating in a high-temperature furnace, gas cylinders and a unit for measuring and controlling the heating temperature of the quartz reactor having thermocouples for measuring the temperature outside and inside the quartz reactor (RU No. 2108966, СВВ 31/00, СВВ 31/02. publ. 1998.04.20).

Данное решение принято в качестве прототипа для заявленного устройства.This decision was made as a prototype for the claimed device.

Недостатком известной установки для синтеза является то, что оно спроектировано исключительно для использования недефицитных источников углеродного сырья - пропана и пропан-пропиленовой фракции без учета того, что выбор исходного материала должен определяться результатом, который должен получиться на выходе реакции.A disadvantage of the known installation for synthesis is that it is designed exclusively for the use of non-deficient sources of carbon raw materials - propane and propane-propylene fraction, without taking into account that the choice of starting material should be determined by the result that should be obtained at the output of the reaction.

Настоящее изобретение решает задачу разработки способа получения УНТ, который обеспечивает высокий выход УНТ на единицу массы катализатора при обеспечении чистоты и однородности получаемых УНТ.The present invention solves the problem of developing a method for producing CNTs, which provides a high yield of CNTs per unit mass of catalyst while ensuring the purity and uniformity of the obtained CNTs.

Достигаемый при этом технический результат заключается в упрощении процесса, снижении энергозатрат, повышении выхода и качества получаемых по данному способу ориентированных УНТ, заполненных металлом.The technical result achieved in this case is to simplify the process, reduce energy consumption, increase the yield and quality of oriented CNTs filled with metal obtained by this method.

Указанный технический результат для способа достигается тем, что в способе получения углеродных нанотрубок с инкапсулированными частицами никеля и кобальта, заключающемся в том, что при разложении углеводорода на кобаль- или никелесодержащем катализаторе при повышенной температуре, кобаль- или никелесодержащий катализатор (ацетилацетонаты кобальта и никеля) подается в реакционную зону в виде раствора в органических жидкостях, распыляемых непосредственно в реакционной зоне, при этом в качестве растворителя используют органическую жидкость, в которой растворимы ацетилацетонаты кобальта и никеля.The specified technical result for the method is achieved in that in the method for producing carbon nanotubes with encapsulated particles of nickel and cobalt, which consists in the fact that when the hydrocarbon is decomposed into a cobal- or nickel-containing catalyst at an elevated temperature, the cobal- or nickel-containing catalyst (cobalt and nickel acetylacetonates) fed to the reaction zone in the form of a solution in organic liquids sprayed directly in the reaction zone, while organic solvent is used as a solvent the temperature in which cobalt and nickel acetylacetonates are soluble.

Указанный технический результат для устройства достигается тем, что установка для синтеза материалов на основе углеродных нанотрубок и наночастиц никеля или кобальта, содержащая кварцевый реактор, выполненный с возможностью его нагрева в высокотемпературной печи, балоны с газом и блок измерения и контроля температуры нагрева кварцевого реактора, имеющий термопары для замера температуры снаружи и внутри кварцевого реактора, снабжена капилляром, сообщенным с одной стороны с внутренней полостью кварцевого реактора, а с другой стороны с одним из балонов с азотом и заполненным ацетилоцетонатом металла, барботером заполненным бензолом, через который поток чистого водорода поступает в кварцевый реактор, регулируемый краном, встроенным в канал сообщения барботера с кварцевым генератором для сообщения с полостью последнего второго балона с азотом.The specified technical result for the device is achieved in that the installation for the synthesis of materials based on carbon nanotubes and nickel or cobalt nanoparticles, containing a quartz reactor configured to heat it in a high-temperature furnace, gas cylinders and a unit for measuring and controlling the heating temperature of the quartz reactor, having thermocouples for measuring the temperature outside and inside the quartz reactor are equipped with a capillary communicated on the one hand with the internal cavity of the quartz reactor, and on the other hand with one of the cylinders with nitrogen and filled with metal acetylacetonate, a bubbler filled with benzene, through which a stream of pure hydrogen enters the quartz reactor, controlled by a valve built into the communication channel of the bubbler with a quartz generator to communicate with the cavity of the last second nitrogen tank.

Указанные признаки являются существенными с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are essential with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.

Настоящее изобретение иллюстрируется конкретным примером, который наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.The present invention is illustrated by a specific example, which clearly demonstrates the possibility of achieving the above set of features of the desired technical result.

На фиг.1 - установка для синтеза систем на основе УНТ и наночастиц никеля и кобальта;Figure 1 - installation for the synthesis of systems based on CNTs and nanoparticles of nickel and cobalt;

фиг.2 - микрофотография образца, полученного термическим разложением паров бензола и ацетилацетоната никеля, масштабная шкала - 2 мкм;figure 2 is a micrograph of a sample obtained by thermal decomposition of vapors of benzene and nickel acetylacetonate, a scale scale of 2 μm;

фиг.3 - то же, что на фиг.2, масштабная шкала - 200 нм;figure 3 is the same as in figure 2, the scale scale is 200 nm;

фиг.4 - микрофотография образца, полученного впрыском 0,5% раствора ацетилацетоната никеля в высокотемпературную область, масштабная шкала 5 мкм;4 is a micrograph of a sample obtained by injection of a 0.5% solution of nickel acetylacetonate into the high temperature region, a scale scale of 5 μm;

фиг.5 - то же, что на фиг.4, масштабная шкала 2 мкм;figure 5 is the same as in figure 4, a scale scale of 2 μm;

фиг.6 - представлена микрофотография образца УНТ, полученного непосредственным впрыском 0,5% раствора ацетилацетоната никеля в смеси, состоящей из бензола (40%) и этанола (60%), в реакционную зону при температуре 980-1070°С, масштабная шкала - 10 мкм;6 is a micrograph of a CNT sample obtained by direct injection of a 0.5% solution of nickel acetylacetonate in a mixture consisting of benzene (40%) and ethanol (60%) into the reaction zone at a temperature of 980-1070 ° C, the scale scale is 10 microns;

фиг.7 - то же, что на фиг.6, масштабная шкала - 200 нм;Fig.7 is the same as in Fig.6, the scale scale is 200 nm;

фиг.8 - микрофотография образца УНТ, полученного непосредственным впрыском 1,0% раствора ацетилацетоната никеля в смеси, состоящей из бензола (40%) и этанола (60%), в реакционную зону при температуре 980-1070°С, масштабная шкала - 5 мкм;Fig. 8 is a photomicrograph of a CNT sample obtained by direct injection of a 1.0% solution of nickel acetylacetonate in a mixture consisting of benzene (40%) and ethanol (60%) into the reaction zone at a temperature of 980-1070 ° C; scale scale is 5 microns;

фиг.9 - то же, что на фиг.7, масштабная шкала - 200 нм;Fig.9 is the same as in Fig.7, the scale scale is 200 nm;

фиг.10 - микрофотография образца УНТ, полученного непосредственным впрыском 1,5% раствора ацетилацетоната никеля в смеси, состоящей из бензола (40%) и этанола (60%), в реакционную зону при температуре 980-1070°С. масштабная шкала - 5 мкм;figure 10 is a micrograph of a sample of CNTs obtained by direct injection of a 1.5% solution of nickel acetylacetonate in a mixture consisting of benzene (40%) and ethanol (60%) into the reaction zone at a temperature of 980-1070 ° C. scale scale - 5 microns;

фиг.11 - то же, что на фиг.10, масштабная шкала - 300 нм;11 - the same as in figure 10, the scale scale is 300 nm;

фиг.12 - микрофотография образца УНТ, полученного непосредственным впрыском 1,0% раствора ацетилацетоната никеля в смеси, состоящей из бензола (40%) и этанола (60%), в реакционную зону при температуре 980-1070°С, масштабная шкала - 500 нм;12 is a photomicrograph of a CNT sample obtained by direct injection of a 1.0% solution of nickel acetylacetonate in a mixture consisting of benzene (40%) and ethanol (60%) into the reaction zone at a temperature of 980-1070 ° C, a scale scale of 500 nm;

фиг.13 - то же, что на фиг.12, масштабная шкала - 100 нм;Fig.13 is the same as in Fig.12, the scale scale is 100 nm;

фиг.14 - микрофотография образца УНТ, полученного непосредственным впрыском раствора ацетилацетоната никеля в смеси, состоящей из бензола (40%) и этанола (60%), в реакционную зону при температуре 980-1070°С, концентрация исходного раствора 0,5%, масштабная шкала 1 мкм;Fig - micrograph of a CNT sample obtained by direct injection of a solution of nickel acetylacetonate in a mixture consisting of benzene (40%) and ethanol (60%) into the reaction zone at a temperature of 980-1070 ° C, the concentration of the initial solution is 0.5%, scale scale of 1 micron;

фиг.15 - микрофотография образца УНТ, полученного непосредственным впрыском раствора ацетилацетоната никеля в смеси, состоящей из бензола (40%) и этанола (60%), в реакционную зону при температуре 980-1070°С, концентрация исходного раствора 1,0%, масштабная шкала 50 нм.Fig - micrograph of a CNT sample obtained by direct injection of a solution of nickel acetylacetonate in a mixture consisting of benzene (40%) and ethanol (60%) into the reaction zone at a temperature of 980-1070 ° C, the concentration of the initial solution is 1.0%, scale scale of 50 nm.

Для проведения синтеза образцов в системах на основе УНТ и наночастиц никеля и кобальта в качестве исходных веществ использовались следующие коммерчески доступные препараты: бензол (>99,9%, Merck), ацетилацетонат кобальта (II) (>98%, Merck), ацетилацетонат никеля (II) (>98%, Merck), этиловый спирт (спектрально чистый, Merck), вода деионизованная (6 МОм).The following commercially available preparations were used as starting materials for the synthesis of samples in systems based on CNTs and nickel and cobalt nanoparticles: benzene (> 99.9%, Merck), cobalt (II) acetylacetonate (> 98%, Merck), nickel acetylacetonate (II) (> 98%, Merck), ethyl alcohol (spectrally pure, Merck), deionized water (6 MΩ).

Согласно настоящему изобретению способ получения УНТ с инкапсулированными частицами никеля и кобальта заключается в том, что при разложении углеводорода на кобальто- или никелесодержащем катализаторе при повышенной температуре, кобальто- или никелесодержащий катализатор (ацетилацетонаты кобальта и никеля) подается в реакционную зону в виде раствора в органических жидкостях, распыляемых высоким давлением непосредственно в реакционной зоне, при этом в качестве растворителя используют летучую органическую жидкость, в которой растворимы ацетилацетонаты кобальта и никеля.According to the present invention, a method for producing CNTs with encapsulated nickel and cobalt particles is that when the hydrocarbon is decomposed into a cobalt or nickel-containing catalyst at an elevated temperature, the cobalt or nickel-containing catalyst (cobalt and nickel acetylacetonates) is fed into the reaction zone as a solution in organic liquids sprayed with high pressure directly in the reaction zone, while a volatile organic liquid in which we are cobalt and nickel acetylacetonates.

Синтез с использованием ацетилацетонатов никеля (II) и кобальта (II) проводили с помощью установки, изображенной на фиг.1. Основными составными частями установки являются кварцевый реактор 1, в котором происходит синтез нанокомпозитов, капилляр 2 с внутренним диаметром 70 мкм и внешним - 100 мкм, барботер 3, содержащий бензол, через который продувается поток особо чистого водорода из генератора ГВЧ-12, блок измерения и контроля температуры 4, отвечающий за нагрев реактора 1, высокотемпературная трубчатая печь 5, контролирующая термопара 6, находящаяся вне реактора, измерительная термопара 7, располагающаяся в кварцевом кармане непосредственно в зоне реакции, баллоны 8, 9 с N2, а также система кранов 10 и регуляторов расхода газов для контроля заполнения системы газами. Через капилляр 2 подается раствор ацетилацетоната металла из сосуда 11. Блок измерения и контроля температуры - понятие условное, обеспечивающее понимание модульности установки. На самом деле это термопары и контроллер, обеспечивающий регистрацию сигнала с них.Synthesis using nickel (II) and cobalt (II) acetylacetonates was carried out using the apparatus shown in Fig. 1. The main components of the installation are a quartz reactor 1, in which the synthesis of nanocomposites takes place, a capillary 2 with an internal diameter of 70 μm and an external diameter of 100 μm, a bubbler 3 containing benzene, through which a stream of highly pure hydrogen from the GHF-12 generator is blown, temperature control 4, responsible for heating the reactor 1, a high-temperature tube furnace 5, a controlling thermocouple 6, located outside the reactor, a measuring thermocouple 7, located in a quartz pocket directly in the reaction zone, cylinder 8 and 9 with N 2, as well as valves 10 and the system gas flow regulators for controlling the filling gas system. A solution of metal acetylacetonate is supplied through capillary 2 from the vessel 11. The temperature measurement and control unit is a conditional concept providing understanding of the modularity of the installation. In fact, these are thermocouples and a controller that provides signal registration from them.

Для проведения эксперимента предварительно готовили 25 мл растворов ацетилацетонатов никеля и кобальта с массовыми концентрациями 0,5, 1 и 1,5%. Для этого рассчитанную навеску ацетилацетоната никеля или кобальта диспергировали в 25 мл бензола или в 25 мл смеси, состоящей из 10 мл бензола и 15 мл этилового спирта. Для ускорения процесса растворения полученную взвесь обрабатывали ультразвуком в течение 15 минут, при этом образовывался истинный раствор. Сосуд 11 наполняли 25 мл полученного раствора, барботер 3 заполняли 60 мл бензолом, после этого установку герметизировали, для этого соединения-шлифы смазывали концентрированной ортофосфорной кислотой, плотно притирали и заполняли азотом из баллона 8. Реактор 1 нагревали до температуры 1000°С в течение 2 часов в токе азота с объемной скоростью 800 мл/мин. После установления температуры в реакторе 1 через систему пропускали ток водорода с объемной скоростью 100 мл/мин. После проверки чистоты водорода в сосуд 11 подавали азот из баллона 9 под давлением 6 атм. При этом происходило распыление раствора ацетилацетоната металла через капилляр 2 в реакционной зоне. Распыление продолжалось в течение 3 минут, скорость расхода составляла около 7-9 мл/мин, после этого через систему пропускался насыщенный пар бензола в водороде в течение 30 мин. Далее систему заполняли азотом и охлаждали до комнатной температуры в течение 4-5 часов. Образцы собирали со стенок реактора и с поверхности «кармана» термопары из различных температурных зон.For the experiment, 25 ml of solutions of nickel and cobalt acetylacetonates with mass concentrations of 0.5, 1, and 1.5% were preliminarily prepared. For this, the calculated sample of nickel or cobalt acetylacetonate was dispersed in 25 ml of benzene or in 25 ml of a mixture consisting of 10 ml of benzene and 15 ml of ethyl alcohol. To accelerate the dissolution process, the resulting suspension was sonicated for 15 minutes, and a true solution was formed. The vessel 11 was filled with 25 ml of the resulting solution, the bubbler 3 was filled with 60 ml of benzene, then the installation was sealed, for this connection the sections were lubricated with concentrated phosphoric acid, densely ground and filled with nitrogen from cylinder 8. The reactor 1 was heated to a temperature of 1000 ° C for 2 hours in a stream of nitrogen with a space velocity of 800 ml / min. After the temperature in reactor 1 was established, a stream of hydrogen was passed through the system at a space velocity of 100 ml / min. After checking the purity of hydrogen, nitrogen was supplied to vessel 11 from cylinder 9 under a pressure of 6 atm. In this case, a solution of the metal acetylacetonate was sprayed through capillary 2 in the reaction zone. Spraying continued for 3 minutes, the flow rate was about 7-9 ml / min, after which saturated benzene vapor in hydrogen was passed through the system for 30 minutes. Next, the system was filled with nitrogen and cooled to room temperature for 4-5 hours. Samples were collected from the walls of the reactor and from the surface of the “pocket” of the thermocouple from various temperature zones.

Исследование образцов проводили сканирующей электронной микроскопией на приборе LEO 1440VP, просвечивающей электронной микроскопией (LEO 912 АВ), а также рентгеноспектральным микроанализом ("JEOL JSM-840" + "LINK AN-10000" (20 кВ, 120 с, ZAF)), термогравиметрическим анализом (NETZSCH STA 409PC), спектроскопией комбинационного рассеяния (Dilor Z-24, Ar - лазер 5 мВт).The samples were studied by scanning electron microscopy on a LEO 1440VP instrument, transmission electron microscopy (LEO 912 AB), as well as X-ray microanalysis (JEOL JSM-840 + LINK AN-10000 (20 kV, 120 s, ZAF), thermogravimetric analysis (NETZSCH STA 409PC), Raman spectroscopy (Dilor Z-24, Ar - 5 mW laser).

Нами предложен принципиально новый подход к синтезу систем на основе УНТ и наночастиц металлов. Принципиальное отличие состоит в том, что металлорганические прекурсы подаются в реакционную зону не в газообразном виде, а в виде раствора в органических жидкостях, распыляемых непосредственно в реакционной зоне. По нашему предположению, такая подача металлорганического прекурсора позволяет создать условия, сильно отличающиеся от равновесных. В качестве растворителя предположительно может выступать любая органическая жидкость, в которой растворимы ацетилацетонаты кобальта и никеля. Оптимальная концентрация ацетилацетоната никеля и кобальта составила по нашим расчетам 0,5% мас.We have proposed a fundamentally new approach to the synthesis of systems based on CNTs and metal nanoparticles. The fundamental difference is that organometallic precursors are not supplied to the reaction zone in a gaseous form, but in the form of a solution in organic liquids sprayed directly in the reaction zone. According to our assumption, such a feed of an organometallic precursor allows one to create conditions that differ greatly from equilibrium. The solvent can presumably be any organic liquid in which cobalt and nickel acetylacetonates are soluble. The optimal concentration of nickel and cobalt acetylacetonate was, according to our calculations, 0.5% wt.

Получение образцов, содержащих УНТ, подтвердило возможность применения предложенного нами способа синтеза. Для дальнейшей разработки этого способа нами была изучена зависимость качества получаемых нанотрубок от концентрации ацетилацетоната никеля в исходном растворе. Для этих целей нами были проведены эксперименты с исходными растворами различной концентрации: 0,5, 1,0, 1,5%. На фиг.6, 7 представлены микрофотографии образцов УНТ, полученных непосредственным впрыском 0,5% раствора ацетилацетоната никеля в смеси, состоящей из бензола (40%) и этанола (60%), в реакционную зону при температуре 980-1070°С, масштабная шкала 10 мкм и 200 нм). При увеличении концентрации раствора до 1,0 мас.% также образовались многослойные УНТ, но их морфология отличалась от образцов, полученных при использовании 0,5% раствора (фиг.8, 9 - микрофотографии образцов УНТ, полученных непосредственным впрыском 1,0% раствора ацетилацетоната никеля в смеси, состоящей из бензола (40%) и этанола (60%), в реакционную зону при температуре 980-1070°С, масштабная шкала 5 мкм и 200 нм). Нанотрубки диаметром 30-50 нм длиной несколько микрон были свернуты в клубки сферической формы диаметром около 5 мкм. При этом не наблюдалось образование частиц аморфного углерода. На концах и в полостях УНТ хорошо видны частицы металла размером около 40 нм. Металла вне полостей УНТ не наблюдалось.Obtaining samples containing CNTs has confirmed the possibility of using our synthesis method. To further develop this method, we studied the dependence of the quality of the obtained nanotubes on the concentration of nickel acetylacetonate in the initial solution. For these purposes, we conducted experiments with stock solutions of various concentrations: 0.5, 1.0, 1.5%. 6, 7 are microphotographs of CNT samples obtained by direct injection of a 0.5% solution of nickel acetylacetonate in a mixture consisting of benzene (40%) and ethanol (60%) into the reaction zone at a temperature of 980-1070 ° C, scale of 10 microns and 200 nm). With an increase in the solution concentration to 1.0 wt%, multilayer CNTs also formed, but their morphology differed from the samples obtained using a 0.5% solution (Figs. 8, 9 are micrographs of CNT samples obtained by direct injection of a 1.0% solution Nickel acetylacetonate in a mixture consisting of benzene (40%) and ethanol (60%), into the reaction zone at a temperature of 980-1070 ° C, a scale scale of 5 μm and 200 nm). Nanotubes with a diameter of 30-50 nm a few microns in length were folded into spherical balls of a diameter of about 5 microns. In this case, no formation of amorphous carbon particles was observed. At the ends and cavities of the CNT, metal particles about 40 nm in size are clearly visible. No metal outside the CNT cavities was observed.

При дальнейшем увеличении концентрации ацетилацетоната никеля в исходном растворе наблюдается некоторый избыток частиц металла в реакционной зоне. Вследствие этого наночастицы агломерируются в более крупные фазы, на которых не происходит рост нанотрубок. На микрофотографиях (фиг.10, 11 - микрофотографии образцов УНТ, полученных непосредственным впрыском 1,5% раствора ацетилацетоната никеля в смеси, состоящей из бензола (40%) и этанола (60%), в реакционную зону при температуре 980-1070°С, масштабная шкала 5 мкм и 300 нм) образцов, полученных при использовании 1,5% растворов ацетилацетонатов, видны частицы никеля размером более 100 нм. Также наблюдалось образование небольшого количества углеродных волокон диаметром 150-200 нм.With a further increase in the concentration of nickel acetylacetonate in the initial solution, there is a certain excess of metal particles in the reaction zone. As a result of this, the nanoparticles agglomerate into larger phases in which nanotube growth does not occur. In microphotographs (Fig. 10, 11 are microphotographs of CNT samples obtained by direct injection of a 1.5% solution of nickel acetylacetonate in a mixture consisting of benzene (40%) and ethanol (60%) into the reaction zone at a temperature of 980-1070 ° C , a scale scale of 5 μm and 300 nm) of samples obtained using 1.5% solutions of acetylacetonates, nickel particles larger than 100 nm are visible. The formation of a small amount of carbon fibers with a diameter of 150-200 nm was also observed.

Характерные снимки, полученные просвечивающей электронной микроскопией, приведены на фиг.12, 13 - микрофотографии образцов УНТ, полученных непосредственным впрыском 1,0% раствора ацетилацетоната никеля в смеси, состоящей из бензола (40%) и этанола (60%), в реакционную зону при температуре 980-1070°С, масштабная шкала 500 нм и 100 нм. Внешний диаметр нанотрубок составил 60±5 нм. Также хорошо видно, то нанотрубки более дефектны, нежели в случае использования дициклопентадиенила железа, на внешней поверхности наблюдается частицы аморфного углерода.Typical images obtained by transmission electron microscopy are shown in Figs. 12, 13 — micrographs of CNT samples obtained by direct injection of a 1.0% solution of nickel acetylacetonate in a mixture consisting of benzene (40%) and ethanol (60%) into the reaction zone at a temperature of 980-1070 ° C, a scale scale of 500 nm and 100 nm. The outer diameter of the nanotubes was 60 ± 5 nm. It is also clearly seen that the nanotubes are more defective than in the case of using dicyclopentadienyl iron, amorphous carbon particles are observed on the outer surface.

Синтез с использованием ацетилацетоната кобальта.Synthesis using cobalt acetylacetonate.

При использовании ацетилацетоната кобальта в качестве металлорганического предшественника, мы наблюдали практически такую же зависимость получаемых образцов от концентрации исходного раствора. Единственным отличием было отсутствие жгутов при использовании 0,5 мас.% раствора (фиг.14). В случае применения исходных растворов с концентрациями 1,0 и 1,5% на электронных микрофотографиях наблюдались УНТ, аналогичные случаю применения ацетилацетоната никеля. По данным просвечивающей электронной микроскопии был рассчитан внешний диаметр нанотруб, он составил 60±5 нм. При использовании 1,5% раствора также наблюдалось образование большого количества частиц кобальта разного размера, достигающего сотен нм.When using cobalt acetylacetonate as an organometallic precursor, we observed almost the same dependence of the obtained samples on the concentration of the initial solution. The only difference was the absence of harnesses when using a 0.5 wt.% Solution (Fig. 14). In the case of the use of initial solutions with concentrations of 1.0 and 1.5% in electron micrographs, CNTs were observed, similar to the case of nickel acetylacetonate. According to transmission electron microscopy, the outer diameter of the nanotubes was calculated; it amounted to 60 ± 5 nm. When using a 1.5% solution, the formation of a large number of cobalt particles of different sizes, reaching hundreds of nm, was also observed.

В установке, изображенной на фиг.1, в качестве предшественников кобальт и никель-содержащих катализаторов можно использовать пивалаты этих металлов, а также биядерные пивалатные кластерные комплексы никеля и кобальта - Со2(ц-Н2O)(ц-ООССМез)2(ООССМез)2(НООССМез)4 и Ni2(ц-Н2O)(ц-ООССМез)2(ООССМез)2(НООССМез)4. Способ проведения эксперимента, включая концентрации реагентов и объемы растворов, при этом остается таким же.In the apparatus depicted in FIG. 1, pivalates of these metals, as well as binuclear pivalate cluster complexes of nickel and cobalt — Co 2 (c-H 2 O) (c-OOCCMez) 2 (precursors of cobalt and nickel-containing catalysts) can be used OOSSMez) 2 (NOOSSMez) 4 and Ni 2 (p-H 2 O) (p-OOSSMez) 2 (OOSSMez) 2 (NOOSSMez) 4. The method of the experiment, including the concentration of the reagents and the volumes of the solutions, remains the same.

Для проведения эксперимента предварительно готовили 25 мл растворов пивалатов никеля и кобальта с массовыми концентрациями 0,5, 1 и 1,5% ультразвуковым диспергированием в 25 мл бензола или в 25 мл смеси, состоящей из 10 мл бензола и 15 мл этилового спирта. Сосуд 11 наполняли 25 мл полученного раствора, барботер 3 заполняли 60 мл бензолом, после этого установку герметизировали, для этого соединения-шлифы смазывали концентрированной ортофосфорной кислотой, плотно притирали и заполняли азотом из баллона &JReaKTop 1 нагревали до температуры 1000°С в течение 2 часов в токе азота с объемной скоростью 800 мл/мин. После установления температуры в реакторе 1 через систему пропускали ток водорода с объемной скоростью 100 мл/мин. После проверки чистоты водорода в сосуд 11 подавали азот из баллона 9 под давлением 6 атм. При этом происходило распыление раствора ацетилацетоната металла через капилляр 2 в реакционной зоне. Распыление продолжалось в течение 3 минут, скорость расхода составляла около 7-9 мл/мин, после этого через систему пропускался насыщенный пар бензола в водороде в течение 30 мин. Далее систему заполняли азотом и охлаждали до комнатной температуры в течение 4-5 часов.For the experiment, 25 ml of solutions of nickel and cobalt pivalates with mass concentrations of 0.5, 1, and 1.5% were ultrasonically dispersed in 25 ml of benzene or in 25 ml of a mixture consisting of 10 ml of benzene and 15 ml of ethyl alcohol. The vessel 11 was filled with 25 ml of the resulting solution, the bubbler 3 was filled with 60 ml of benzene, then the installation was sealed, for this connection the sections were lubricated with concentrated phosphoric acid, rubbed tightly and filled with nitrogen from a cylinder & JReaKTop 1 was heated to a temperature of 1000 ° C for 2 hours in a stream of nitrogen with a space velocity of 800 ml / min. After the temperature in reactor 1 was established, a stream of hydrogen was passed through the system at a space velocity of 100 ml / min. After checking the purity of hydrogen, nitrogen was supplied to vessel 11 from cylinder 9 under a pressure of 6 atm. In this case, a solution of the metal acetylacetonate was sprayed through capillary 2 in the reaction zone. Spraying continued for 3 minutes, the flow rate was about 7-9 ml / min, after which saturated benzene vapor in hydrogen was passed through the system for 30 minutes. Next, the system was filled with nitrogen and cooled to room temperature for 4-5 hours.

Общее ко всем примерам: температура реактора может варьироваться в диапазоне 650-1150°С.General to all examples: the temperature of the reactor can vary in the range of 650-1150 ° C.

Вывод.Output.

1. Впервые реализован способ синтеза углеродных нанотрубок с инкапсулированными частицами никеля и кобальта путем инжектирования растворов их комплексов в этаноле и бензоле.1. For the first time, a method for the synthesis of carbon nanotubes with encapsulated particles of nickel and cobalt by injection of solutions of their complexes in ethanol and benzene was implemented.

2. Существенное влияние на морфологию получаемых композитов оказывает присутствие этанола: наблюдается образование ориентированных нанотрубок.2. The presence of ethanol has a significant effect on the morphology of the resulting composites: the formation of oriented nanotubes is observed.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как реализуется с использованием известных компонентов, а результат достигается за счет новых условий проведения синтеза.The present invention is industrially applicable, as it is implemented using known components, and the result is achieved due to new conditions for the synthesis.

Claims (2)

1. Способ получения углеродных нанотрубок с инкапсулированными частицами переходных металлов, включающий разложение углеводорода при повышенной температуре на катализаторе, содержащем переходный металл, отличающийся тем, что перед разложением углеводорода распыляют непосредственно в реакционной зоне раствор ацетилацетоната кобальта или никеля в бензоле или его смеси с этиловым спиртом с получением соответствующего катализатора, а в качестве углеводорода используют бензол.1. A method of producing carbon nanotubes with encapsulated transition metal particles, comprising decomposing a hydrocarbon at an elevated temperature on a catalyst containing a transition metal, characterized in that a solution of cobalt or nickel acetylacetonate in benzene or its mixture with ethyl alcohol is sprayed directly in the reaction zone with the receipt of the corresponding catalyst, and benzene is used as the hydrocarbon. 2. Установка для синтеза материалов на основе углеродных нанотрубок с инкапсулированными частицами никеля или кобальта, содержащая кварцевый реактор, выполненный с возможностью нагрева в высокотемпературной печи, и средства для подачи газов, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена капиллярным инжектором, сообщенным, с одной стороны, с реактором, а с другой - с баллоном для подачи азота через сосуд, заполненный ацетилацетонатом никеля или кобальта, барботером для подачи в реактор бензола с чистым водородом, краном, встроенным в канал сообщения с кварцевым генератором барботера и второго баллона для подачи азота, а также термопарами для замера температуры снаружи и внутри реактора.2. Installation for the synthesis of materials based on carbon nanotubes with encapsulated particles of nickel or cobalt, containing a quartz reactor made with the possibility of heating in a high-temperature furnace, and means for supplying gases, characterized in that it is additionally equipped with a capillary injector communicated, on the one hand , with a reactor, and on the other, with a cylinder for supplying nitrogen through a vessel filled with nickel or cobalt acetylacetonate, a bubbler for feeding benzene with pure hydrogen into the reactor, a valve built into communication with a quartz bubbler generator and a second nitrogen supply cylinder, as well as thermocouples for measuring the temperature outside and inside the reactor.
RU2005132267/15A 2005-10-19 2005-10-19 Method of production of the carbonic nanotubes with the incapculated particles of nickel and cobalt and the installation for the synthesis of the materials based on the carbonic nanotubes and nanoparticles of nickel and cobalt RU2310601C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005132267/15A RU2310601C2 (en) 2005-10-19 2005-10-19 Method of production of the carbonic nanotubes with the incapculated particles of nickel and cobalt and the installation for the synthesis of the materials based on the carbonic nanotubes and nanoparticles of nickel and cobalt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005132267/15A RU2310601C2 (en) 2005-10-19 2005-10-19 Method of production of the carbonic nanotubes with the incapculated particles of nickel and cobalt and the installation for the synthesis of the materials based on the carbonic nanotubes and nanoparticles of nickel and cobalt

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005132267A RU2005132267A (en) 2007-04-27
RU2310601C2 true RU2310601C2 (en) 2007-11-20

Family

ID=38106626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005132267/15A RU2310601C2 (en) 2005-10-19 2005-10-19 Method of production of the carbonic nanotubes with the incapculated particles of nickel and cobalt and the installation for the synthesis of the materials based on the carbonic nanotubes and nanoparticles of nickel and cobalt

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2310601C2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA015412B1 (en) * 2010-08-23 2011-08-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Технология" Apparatus for synthesis of carbonic nanostructures
RU2447019C2 (en) * 2010-05-11 2012-04-10 Сергей Прокопьевич Бардаханов Method of producing carbon-containing nanotubes
RU2516548C2 (en) * 2012-03-11 2014-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "НаноТехЦентр" Method of obtaining carbon-metal material by catalytic pyrolysis of ethanol
RU2520435C2 (en) * 2012-05-30 2014-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Polymer nanocomposite with controlled anisotropy of carbon nanotubes and method of obtaining thereof
RU2546154C1 (en) * 2010-11-29 2015-04-10 Сергей Вячеславович Савилов Nanocomposite based on nitrogen-containing carbon nanotubes with encapsulated cobalt and nickel particles and method of obtaining thereof
RU2569548C2 (en) * 2013-10-24 2015-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method of production of arrays of carbon nanotubes with controllable surface density
RU2698718C1 (en) * 2018-12-26 2019-08-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Method for quantitative determination of weight of carbon nanostructures in samples
RU2727604C2 (en) * 2015-06-29 2020-07-22 Люксембург Инститьют Оф Сайенс Энд Текнолоджи (Лист) Composite coating based on carbon nanotubes and method of its production

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447019C2 (en) * 2010-05-11 2012-04-10 Сергей Прокопьевич Бардаханов Method of producing carbon-containing nanotubes
EA015412B1 (en) * 2010-08-23 2011-08-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Технология" Apparatus for synthesis of carbonic nanostructures
RU2546154C1 (en) * 2010-11-29 2015-04-10 Сергей Вячеславович Савилов Nanocomposite based on nitrogen-containing carbon nanotubes with encapsulated cobalt and nickel particles and method of obtaining thereof
RU2516548C2 (en) * 2012-03-11 2014-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "НаноТехЦентр" Method of obtaining carbon-metal material by catalytic pyrolysis of ethanol
RU2520435C2 (en) * 2012-05-30 2014-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Polymer nanocomposite with controlled anisotropy of carbon nanotubes and method of obtaining thereof
RU2569548C2 (en) * 2013-10-24 2015-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method of production of arrays of carbon nanotubes with controllable surface density
RU2727604C2 (en) * 2015-06-29 2020-07-22 Люксембург Инститьют Оф Сайенс Энд Текнолоджи (Лист) Composite coating based on carbon nanotubes and method of its production
RU2698718C1 (en) * 2018-12-26 2019-08-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Method for quantitative determination of weight of carbon nanostructures in samples

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005132267A (en) 2007-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2310601C2 (en) Method of production of the carbonic nanotubes with the incapculated particles of nickel and cobalt and the installation for the synthesis of the materials based on the carbonic nanotubes and nanoparticles of nickel and cobalt
Wang et al. Synthesis of carbon nanotubes by catalytic chemical vapor deposition
Kumar et al. Chemical vapor deposition of carbon nanotubes: a review on growth mechanism and mass production
Prasek et al. Methods for carbon nanotubes synthesis
Pham-Huu et al. About the octopus-like growth mechanism of carbon nanofibers over graphite supported nickel catalyst
Awasthi et al. Synthesis of carbon nanotubes
Venegoni et al. Parametric study for the growth of carbon nanotubes by catalytic chemical vapor deposition in a fluidized bed reactor
EP1558524B1 (en) Cvd synthesis of carbon nanotubes
KR101355038B1 (en) Single-walled carbon nanotube, carbon fiber aggregate containing the single-walled carbon nanotube, and method for production of the single-walled carbon nanotube or the carbon fiber aggregate
Zhang et al. Mass production of aligned carbon nanotube arrays by fluidized bed catalytic chemical vapor deposition
Lamouroux et al. Catalytic routes towards single wall carbon nanotubes
US7518045B2 (en) Method of preparing carbon nanocages
Vieira et al. Synthesis and characterisation of carbon nanofibres with macroscopic shaping formed by catalytic decomposition of C2H6/H2 over nickel catalyst
Ping et al. Co-production of hydrogen and carbon nanotubes on nickel foam via methane catalytic decomposition
Pant et al. A comprehensive review on carbon nano-tube synthesis using chemical vapor deposition
Shukrullah et al. Mass production of carbon nanotubes using fluidized bed reactor: A short review
US11326251B2 (en) Method for preparing surface-active onion-like carbon nanospheres based on vapor deposition
KR20070082141A (en) Process for preparing catalyst for synthesis of carbon nanotubes
JP5364904B2 (en) Method for producing carbon nanofiber aggregate
JP2009148758A (en) Apparatus and method for manufacturing catalyst for carbon nanotube by using spray pyrolysis method
Bai et al. Effects of temperature and catalyst concentration on the growth of aligned carbon nanotubes
Donato et al. Influence of carbon source and Fe-catalyst support on the growth of multi-walled carbon nanotubes
KR20090068747A (en) Process for preparing catalyst for synthesis of carbon nanotubes using atomizing pyrolysis method
Li et al. Preparation of diameter-controlled multi-wall carbon nanotubes by an improved floating-catalyst chemical vapor deposition method
Zhang et al. Modulating the diameter of carbon nanotubes in array form via floating catalyst chemical vapor deposition

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101020