INQUIMAE   12526
INSTITUTO DE QUIMICA, FISICA DE LOS MATERIALES, MEDIOAMBIENTE Y ENERGIA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
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
Autor/es:
MARIANO ESCOBAR; ROBERTO J. CANDAL; SERGIO MORENO; M. CLAUDIA MARCHI; GERARDO H. RUBIOLO; SILVIA GOYANES
Lugar:
Tandil, Provincia de Buenos Aires
Reunión:
Congreso; XV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2007
Institución organizadora:
AAIFQ
Resumen:
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 Escobar1,2, Roberto J. Candal1, Sergio Moreno3, M. Claudia Marchi1, Gerardo H. Rubiolo2,4, Silvia Goyanes2 1 INQUIMAE, CONICET-UBA, Ciudad Universitaria 1428 Bs As, Argentina 2LP&MC, Dep. De Física, FCEyN-UBA, Pab1, Ciudad Universitaria 1428 Bs As, Argentina. 3 Centro Atómico Bariloche, 8400 S.C. de Bariloche, Argentina 4 Unidad de Actividad Materiales, CNEA, Av Gral. Paz 1499, San Martin (1650), Bs As, Argentina e-mail: mescobar@df.uba.ar   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 g-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. i)  10 % C2H2/N2: La mayoría de los NTC presentaron forma regular, con un diámetro externo de 25-32 nm y un canal interno de 1,5-3 nm. La pared estaba formada por una capa cristalina de unos 5 nm de espesor, recubierta por una capa de carbono amorfo de unos 5-10 nm ii)2,5% C2H2/N2: Los NTC presentaron un diámetro interno de 14-22 nm, con un canal interno muy regular de 4-7 nm de diámetro. No presentaron cubierta externa de carbono amorfo. Efecto de tungsteno: La presencia de W en el catalizador modificó sustancialmente las fases cristalinas presentes y disminuyó notablemente el rendimiento de la síntesis, produciendo NTC notablemente cortos (300 nm). Efecto del flujo: Se empleó como catalizador una matriz conteniendo solo hierro. En todos los casos los NTC presentaron paredes múltiples i)  10 % C2H2/N2: La mayoría de los NTC presentaron forma regular, con un diámetro externo de 25-32 nm y un canal interno de 1,5-3 nm. La pared estaba formada por una capa cristalina de unos 5 nm de espesor, recubierta por una capa de carbono amorfo de unos 5-10 nm ii)2,5% C2H2/N2: Los NTC presentaron un diámetro interno de 14-22 nm, con un canal interno muy regular de 4-7 nm de diámetro. No presentaron cubierta externa de carbono amorfo. Efecto de tungsteno: La presencia de W en el catalizador modificó sustancialmente las fases cristalinas presentes y disminuyó notablemente el rendimiento de la síntesis, produciendo NTC notablemente cortos (300 nm).