Фуллерен – катализатор синтеза углеродных нанотрубок

Abstract

В данной работе исследуются материалы, полученные по оригинальной (разработанной авторами) технологии с использованием неметаллических фуллереновых катализаторов. Хорошо известно, что для синтеза углеродных наноструктур в качестве катализаторов используют чаще всего металлы группы железа (Fe, Ni, Co и их смеси). После синтеза катализатор, содержание которого достигает до 30 масс.%, вымывают кипячением в минеральных кислотах. Углеродные наноструктуры, полученные пиролизом углеводородов на безметаллических фуллереновых катализаторах, не требуют вредной и энергоёмкой стадии химической обработки и не содержат на своей поверхности в адсорбированном виде молекул неорганических кислот и других сопутствующих примесей. В настоящей работе углеродные волокна пропитывали раствором фуллеренов в толуоле, которые катализировали процесс роста углеродных нанотрубок на поверхности волокон.

У даній роботі досліджуються матеріяли, одержані за ориґінальною (розробленою авторами) технологією з використанням неметалевих фуллеренових каталізаторів. Добре відомо, що для синтези вуглецевих наноструктур як каталізатори використовують найчастіше метали групи заліза (Fe, Ni, Co і їх суміші). Після синтези каталізатор, вміст якого сягає до 30 мас.%, вимивають кип’ятінням у мінеральних кислотах. Вуглецеві наноструктури, одержані піролізою вуглеводнів на безметалевих фуллеренових каталізаторах не потребують шкідливої і енергомісткої стадії хемічного оброблення та не містять на своїй поверхні в адсорбованому вигляді молекулі неорганічних кислот та інші супутні домішки. У даній роботі вуглецеві волокна просочували розчином фуллеренів у толуолі, які каталізували процес зростання вуглецевих нанорурок на поверхні волокон.

In a given paper, materials fabricated by the original technology (developed by the authors) with the use of the non-metallic fullerene catalysts are investigated. As well known, the iron-group metals (Fe, Ni, Co and their mixtures)are most often used as catalysts for the synthesis of carbon nanostructures. After synthesis, the catalyst, the content of which reaches up to 30 wt.%, is eluted by boiling in mineral acids. Carbon nanostructures obtained by pyrolysis of hydrocarbons on the metal-free fullerene catalysts do not need the energy-intensive and harmful stage of chemical treatment and do not contain the molecules of inorganic acids and other related impurities on its surface in the adsorbed form. In a given paper, the carbon fibres are impregnated with a solution of fullerenes in toluene, which catalyse the process of carbon nanotubes’ growth on the fibres surface.