Síntesis de Nanotubos de Carbono por CVD: Efecto de la presión de acetileno y de la incorporación de tungsteno al catalizador sobre la morfología de los nanotubos

MARIANO ESCOBAR; ROBERTO J. CANDAL; SERGIO MORENO; M. CLAUDIA MARCHI; GERARDO H. RUBIOLO; SILVIA GOYANES

Tandil, Provincia de Buenos Aires

Congreso; XV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2007

AAIFQ

Los nanotubos de carbono (NTC) se presentan como materiales muy atractivos por sus propiedades electrónicas y mecánicas. Estas últimas son de especial relevancia en el diseño de composites en conjunto con materiales poliméricos. Para estas aplicaciones es necesario contar con métodos de síntesis robustos y reproducibles. La técnica denominada Chemical Vapor Deposition (CVD) se presenta como una alternativa económica para la producción masiva de NTC. Tanto el rendimiento como la calidad de los NTC depende del un conocimiento y control de las variables de síntesis principales. En este trabajo se estudia el efecto de la presión de acetileno y de la composición del catalizador sobre la morfología, calidad y rendimiento de nanotubos de carbono. Los NTC se sintetizaron sobre nanopartículas de hierro o hierro-tungsteno incluidas en una matriz de SiO2 praparada por sol-gel. El tamaño medio de las nanopartículas determinadopor TEM fue de 6 nm. El análisis por DRX demostró la presencia de γ-Fe2O3 (maghemita) en las matrices calcinadas a 400 ºC. La reducción por H2/N2 9% conduce a la formación de silicatos de Fe(II) y Fe (III) en las muestras sin tungsteno y silicatos de Fe(II) en presencia de tungsteno. Las muestras con 10% de W presentaron, además, una fase rica en tungsteno (FeWO4). Las condiciones generales de crecimiento fueron: i) flujo: 110 cm3/min; ii) T = 690ºC; iii) sobrepresión de 180 torr. Los productos se caracterizaron por HRTEM; SEM; DRX; TGA-DTA; FTIR. Efecto del flujo: Se empleó como catalizador una matriz conteniendo solo hierro. En todos los casos los NTC presentaron paredes múltiples : : Se empleó como catalizador una matriz conteniendo solo hierro. En todos los casos los NTC presentaron paredes múltiples Efecto del flujo: Se empleó como catalizador una matriz conteniendo solo hierro. En todos los casos los NTC presentaron paredes múltiples : : Se empleó como catalizador una matriz conteniendo solo hierro. En todos los casos los NTC presentaron paredes múltiples Las condiciones generales de crecimiento fueron: i) flujo: 110 cm3/min; ii) T = 690ºC; iii) sobrepresión de 180 torr. Los productos se caracterizaron por HRTEM; SEM; DRX; TGA-DTA; FTIR. Efecto del flujo: Se empleó como catalizador una matriz conteniendo solo hierro. En todos los casos los NTC presentaron paredes múltiples : : Se empleó como catalizador una matriz conteniendo solo hierro. En todos los casos los NTC presentaron paredes múltiples composites en conjunto con materiales poliméricos. Para estas aplicaciones es necesario contar con métodos de síntesis robustos y reproducibles. La técnica denominada Chemical Vapor Deposition (CVD) se presenta como una alternativa económica para la producción masiva de NTC. Tanto el rendimiento como la calidad de los NTC depende del un conocimiento y control de las variables de síntesis principales. En este trabajo se estudia el efecto de la presión de acetileno y de la composición del catalizador sobre la morfología, calidad y rendimiento de nanotubos de carbono. Los NTC se sintetizaron sobre nanopartículas de hierro o hierro-tungsteno incluidas en una matriz de SiO2 praparada por sol-gel. El tamaño medio de las nanopartículas determinadopor TEM fue de 6 nm. El análisis por DRX demostró la presencia de γ-Fe2O3 (maghemita) en las matrices calcinadas a 400 ºC. La reducción por H2/N2 9% conduce a la formación de silicatos de Fe(II) y Fe (III) en las muestras sin tungsteno y silicatos de Fe(II) en presencia de tungsteno. Las muestras con 10% de W presentaron, además, una fase rica en tungsteno (FeWO4). Las condiciones generales de crecimiento fueron: i) flujo: 110 cm3/min; ii) T = 690ºC; iii) sobrepresión de 180 torr. Los productos se caracterizaron por HRTEM; SEM; DRX; TGA-DTA; FTIR. Efecto del flujo: Se empleó como catalizador una matriz conteniendo solo hierro. En todos los casos los NTC presentaron paredes múltiples : : Se empleó como catalizador una matriz conteniendo solo hierro. En todos los casos los NTC presentaron paredes múltiples Efecto del flujo: Se empleó como catalizador una matriz conteniendo solo hierro. En todos los casos los NTC presentaron paredes múltiples : : Se empleó como catalizador una matriz conteniendo solo hierro. En todos los casos los NTC presentaron paredes múltiples Las condiciones generales de crecimiento fueron: i) flujo: 110 cm3/min; ii) T = 690ºC; iii) sobrepresión de 180 torr. Los productos se caracterizaron por HRTEM; SEM; DRX; TGA-DTA; FTIR. Efecto del flujo: Se empleó como catalizador una matriz conteniendo solo hierro. En todos los casos los NTC presentaron paredes múltiples : : Se empleó como catalizador una matriz conteniendo solo hierro. En todos los casos los NTC presentaron paredes múltiples Efecto del flujo: Se empleó como catalizador una matriz conteniendo solo hierro. En todos los casos los NTC presentaron paredes múltiples : : Se empleó como catalizador una matriz conteniendo solo hierro. En todos los casos los NTC presentaron paredes múltiples