Исследование методом ЯМР локальных диамагнитных свойств углеродных структур с многослойными нанотрубками

Abstract

Методом ЯМР изучены причины большой диамагнитной восприимчивости покрытых нанотрубной сеткой углеродных колонок из внутренней части катодных депозитов. Проведено сравнительное исследование спектров ЯМР ¹³С и магнитной восприимчивости углеродных колонок до и после ультразвуковой обработки, а также обогащенного многослойными нанотрубками мелкодисперсного материала, полученного в результате такой обработки. Сильный диамагнетизм углеродных колонок, по-видимому, связан с достаточно плотным конгломератом графитовых частиц, нанотрубок и многослойных полиэдрических частиц в их сердцевине, а не с поверхностной сеткой из многослойных нанотрубок. Для уточнения характера анизотропии магнитной восприимчивости многослойных углеродных нанотрубок проведен анализ формы спектров ЯМР ¹³С обогащенных многослойными нанотрубками образцов, в которых нанотрубки были не ориентированы и ориентированы частично. Показано, что диамагнитная восприимчивость многослойных углеродных нанотрубок максимальна для направления магнитного поля перпендикулярно их оси.

Методом ЯМР вивчено причини великої діамагнітної сприйнятливості вуглецевих колонок, які покриті нанотрубною сіткою, із внутрішньої частини катодних депозитів. Проведено порівняльне дослідження спектрів ЯМР ¹³С і магнітної сприйнятливості вуглецевих колонок до й після ультразвукової обробки, а також збагаченого багатошаровими нанотрубками дрібнодисперсного матеріалу, отриманого в результаті такої обробки. Сильний діамагнетизм вуглецевих колонок, очевидно, пов язаний з досить щільним конгломератом графітових часток, нанотрубок і багатошарових поліедричних часток у їхній серцевині, а не з поверхневою сіткою з багатошарових нанотрубок. Для уточнення характеру анізотропії магнітної сприйнятливості багатошарових вуглецевих нанотрубок проведено аналіз форми спектрів ЯМР ¹³С збагачених багатошаровими нанотрубками зразків, у яких нанотрубки були не орієнтовані й орієнтовані частково. Показано, що діамагнітна сприйнятливість багатошарових вуглецевих нанотрубок максимальна для напрямку магнітного поля перпендикулярно їхньої осі.

NMR was used to study the origin of high diamagnetic susceptibility of carbon columns (these columns being from the inner part of cathodic deposits) coated with a nanotube net. For this purpose a comparative study of ¹³С NMR spectra and magnetic susceptibility of the carbon columns was made before and after ultrasonic treatment. The same was made with a powder enriched with multiwalled nanotubes and obtained by the above treatment. The data obtained suggest that the strong diamagnetism of the carbon columns appears to be connected with a sufficiently dense conglomeration of the graphite particles, the nanotubes, and the multilayer polyhedral particles in the column core rather than with the surface nanotube net. The analysis of the NMR spectra of the samples enriched with multiwalled nanotubes was performed to specify the anisotropy of the diamagnetic susceptibility of the multiwalled carbon nanotubes. In these samples, the nanotubes were not aligned or were partially aligned. As a consequence, the diamagnetic susceptibility of the multiwalled carbon nanotubes is shown to be maximum for a magnetic field perpendicular to their axis.