Особенности пиролитического синтеза и аттестации углеродных наноструктурных материалов

Анотація

Рассмотрены особенности пиролитического синтеза и аттестации углеродных наноструктурных материалов. Отмечено, что при проведении пиролиза на формирование продукта могут влиять следующие факторы: конструкция реактора, способ введения энергии, подготовка и химический состав газовой смеси, а также выбор и подготовка катализатора. Проведено исследование наноуглеродных продуктов в процессе их нагрева от комнатной температуры до 1 400 ºС, установлен температурный интервал взаимодействия этих продуктов с воздухом. Показано, что особенности окисления на воздухе различных углеродных наноматериалов являются индивидуальными для каждой наноструктуры. Исследования сажи, фуллерита, нанотрубок, графита позволили дать качественную оценку наличия в продуктах синтеза (неизвестного состава) различных углеродных структур. Температуры изменения массы оказались полезными для определения состава их смесей. В работе показано, что анализ кривых, соответствующих окислению исходной фуллереносодержащей сажи, свидетельствует о присутствии в образце по меньшей мере трех фаз. Кроме того, анализ продуктов пиролиза показал, что на параметры взаимодействия (скорость и температура) углеродных наноструктур с кислородом воздуха особое влияние оказывает степень графитизации таких структур. Так, при пиролизе ацетилена на стенках кварцевого реактора образуется зеркальная графитоподобная пленка, причем характер кривых окисления этой плёнки идентичен характеру окисления графита МПГ-7, но несколько смещен в высокотемпературную область. Впервые проведен комплексный анализ углеродных наноструктур, полученных различными методами, а также показана возможность классификации углеродных наноструктур по их термической устойчивости на воздухе при нормальном давлении.