Producción de nanotubos de carbono en un reactor experimental

Abstract

The carbon nanotubes are very important in fields of science and technology because of the wide range of applications. In this work was selected the CVD method because it was the best adapted to our needs. The design of reactor [10] was modified and adapted for our conditions. The construction of the reactor was made by ourselve. The argon gas was used such as carrier and for displacement of air for excluding of combustion. Two ovens were used. The first one was used for the sublimation of ferrocene. In the second one is the reaction zone. In this oven the ferrocene and benzene used such the organic precursor discomposed. The ferric catalytic centers of growth of carbon nanotubes are formed. The experiments were made with difference values of variables: such as time (1-3 hours), argon flow (80-110 ml/min), ferrocene (1-2 g) and a constant temperature (1023 K). The goal of this work was to determine the influence of these variables to quality and purity of carbon nanotubes. The amounts of the samples obtained were about 1 to 4 g. The characterization of obtained samples was realized by Field Emission Scanning Electronic Microscopy (FESEM) coupled with EDS. Also FTIR and Rays-X were realized. Based on FESEM study it can be observed that samples are carbon nanotubes with certain percentage of impurity. The lengths of carbon nanotubes were from 40 to 460 μm. The diameters of nanotubes were from 20 to 120 nm. We supposed that these samples are multiwall nanotubes because its diameters.

Los nanotubos de carbono son muy importantes en los campos de la ciencia y la tecnología debido a la amplia gama de aplicaciones. En este trabajo se seleccionó el método de CVD el cual es el que mejor se adaptó a nuestras necesidades. El diseño del reactor [10] fue modificado y adaptado para nuestras necesidades. La construcción del reactor fue realizado por nosotros. El argón se utiliza como gas transportador, para el desplazamiento de aire y con ello evitar la combustión. Se utilizaron dos hornos, el primero sirve para la sublimación del ferroceno. En el segundo es la zona de reacción. En este segundo horno el ferroceno y el benceno utilizado como el precursor orgánico se descompone en centros catalíticos de hierro donde crecen y se forman los nanotubos de carbono. Los experimentos se realizaron con diferentes valores de variables: tiempo (1-3 horas), flujo de argón (80-110 ml / min), ferroceno (1-2 g) y temperatura constante (750 °C). El propósito fue determinar la influencia de estas variables con la calidad y pureza de los nanotubos de carbono. Las cantidades de las muestras obtenidas fueron alrededor de 1 a 4 g. La caracterización de las muestras obtenidas se realizó utilizando Microscópico Electrónico de Barrido de Emisión de Campo (FESEM), junto con EDS. También se realizó FTIR y Rayos-X. Basado en estudios FESEM se puede observar que las muestras son nanotubos de carbono con cierto porcentaje de impurezas. La longitud de los nanotubos de carbono fue de 40 a 460 micras. Los diámetros de los nanotubos eran de 20 a 120 nm. Por los diámetros obtenidos se supone que las muestras son nanotubos de carbono de multicapa.