Effects of synthesis conditions on the synthesis of carbon nanofibers by ethanol catalytic combustion

• Autorzy: Cheng J. , Zou X. P. , Zhu G. , Wang M. F. , Su Y. , Yang G. Q. , Lu X. M.

Warianty tytułu

PL

Wpływ warunków syntezy na syntezę nanowłókien węglowych metoda katalitycznego spalania etanolu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper, the effects of position of substrates in flames, preparation time, stability of flames and catalyst precursors on the synthesis of carbon nanofibers (CNFs) by ethanol catalytic combustion (ECC) were investigated. For investigating the effects of these influence factors on the synthesis of CNFs, several sets of controlled experiments were performed, such as preparation experiments with different position of substrates in flames, different preparation time, stable and unstable flames, and different catalyst precursors. In our experiments, the catalyst precursors were iron nitrate, cobalt nitrate, nickel nitrate, and iron chloride, cobalt chloride, nickel chloride. The as-synthesized products were characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and Raman spectroscopy. Our results indicate that the optimal position of substrates in flames is more than 1cm and less than 2.5cm, the optimal preparation time is more than 5min and less than 30min for massive yield, stable flames would be tent to synthesize CNFs with mainly single-type morphology and could improve the graphitization of CNFs, and the catalyst precursors obviously have effects on the synthesis of CNFs.

PL

W niniejszej pracy zbadany został wpływ położenia substratów w płomieniach, czasu przygotowania, stabilności płomieni i prekursorów katalizatora na syntezę nanowłókien węglowych (CNFs) metodaą katalitycznego spalania etanolu (ECC). W celu zbadania wpływu tych czynników na syntezę nanowłókien węglowych przeprowadzono kilka zestawów kontrolowanych eksperymentów, przy różnej pozycji podłoży w płomieniach, różnym czasie przygotowania, płomieniach stabilnych i niestabilnych i przy użyciu różnych prekursorów katalizatora. W naszych eksperymentach jako prekursory katalizatora stosowano azotany: żelaza, kobaltu i niklu oraz chlorki żelaza, kobaltu i niklu. Tak otrzymane produkty syntezy scharakteryzowano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) i spektroskopii Raman'a. Nasze wyniki wskazują, że optymalna pozycja podłoży w płomieniach to więcej niż 1 cm i mniej niż 2,5 cm, a optymalny czas przygotowania to więcej niż 5 min i mniej niż 30 min dla dużej wydajności. Stabilność płomieni będzie sprzyjać syntezie nanowłókien o morfologii jednego typu i może poprawić ich grafityzacje, a rodzaj prekursora katalizatora ma wpływ na syntezę nanowłókien.

Słowa kluczowe

EN

carbon nanofibers; ethanol catalytic combustion; influence factors

PL

synteza; nanowłókna węglowe; spalanie; etanol

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 57, iss. 3
• Strony: 745--751
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Cheng J.

autor

Zou X. P.

autor

Zhu G.

autor

Wang M. F.

autor

Su Y.

autor

Yang G. Q.

autor

Lu X. M.

• Research Center for Sensor Technology, Beijing Key Laboratory for sSensor, Beijing Information Science and Technology University, Beijing 100101, China

Bibliografia

• [1] S. Iijima, Nature 354, 56-58 (1991).
• [2] R. L. Vander Wal, T. M. Ticich, V. E. Curtis, Chem. Phys. Lett. 323, 217-223 (2000).
• [3] R. L. Vander Wal, T. M. Ticich, Chem. Phys. Lett. 336, 24-32 (2001).
• [4] R. L. Vander Wal, L. J. Hall, Chem. Phys. Lett. 349, 178-184 (2001).
• [5] R. L. Vander Wal, T. M. Ticich, J. Phys. Chem. B 105, 10249-10256 (2001).
• [6] L. Yuan, K. Saito, C. Pan, F. A. Williams, A. S. Gordon, Chem. Phys. Lett. 340, 237-241 (2001).
• [7] C. Pan, X. Xu, J. Mater. Sci. Lett. 21, 1207-1209 (2002).
• [8] J. Cheng, X. P. Zou, F. Li, H. D. Zhang, P. F. Ren, Trans. Nonferrous Met. Soc. China 16, s435-s437 (2006).
• [9] F. Li, X.P. Zou, J. Cheng, H. D. Zhang, P. F. Ren, Trans. Nonferrous Met. Soc. China 16, s431-s434 (2006).
• [10] X. F. Zhang, X. Y. Yang, W. W. Qi, S. Y. Yu, J. Engineering Thermophysics 27, 357-359 (2006). (in chinese)
• [11] Z. W. Pan, S. S. Xie, B. H. Chang, C. Y. Wang, L. Lu, W. Liu, W. Y. Zhou, W. Z. Li, L. X. Qian, Nature 394, 631-632 (1998).
• [12] Y. Wang, J. Liang, J. Wu, Func. Mater. 36, 908-910 (2005). (in Chinese)
• [13] W. Z. Li, S. S. Xie, L. X. Qian, B. H. Chang, B. S. Zou, W. Y. Zhou, R. A. Zhao, G. Wang, Science 274, 1701-1703 (1996).
• [14] S. S. Fan, M. G. Chapline, N. R. Franklin, T. W. Tombler, A.M. Cassell, H. Dai, Science 283, 512-514 (1999).
• [15] Y. Murakami, S. Chiashi, Y. Miyauchi, M. Hu, M. Ogura, T. Okubo, S. Maruyama, Chem. Phys. Lett. 385, 298-303 (2004).
• [16] K. Hata, D. N. Futaba, K. Mizuno, T. Namai, M. Yumura, S. Iijima, Science 306, 1362-1364 (2004).
• [17] P. C. Eklund, J. M. Holden, R. A. Jishi, Carbon 33, 959-972 (1995).
• [18] W. Z. Li, H. Zhang, C. Y. Wang, Y. Zhang, L. W. Xu, K. Zhu, S.S. Xie, Appl. Phys. Lett. 70, 2684-2686 (1997).
• [19] C. Singh, T. Quested, C. B. Boothroyd, P. Thomas, I.A. Kinloch, A.I. Abou- Kandil, A.H. Windle, J. Pyhs. Chem. B 106, 10915-10922 (2002).
• [20] Y. Liu, C. Pan, J. Wang, J. Mater. Sci. 39, 1091-1094 (2004).
• [21] K. H. Liao, J. M. Ting, Carbon 42, 509-514 (2004).
• [22] X. Q. Chen, S. Motojima, J. Mater. Sci. 34, 5519-5524 (1999).
• [23] S. M. Yang, X. Q. Chen, K. Takeuchi, S. Motojima, J. Nanosci. Nanotech. 6, 141-145 (2006).