Name: simultaneous synthesis of single-walled carbon nanotubes and graphene in a magnetically-enhanced arc plasma
Uploaded: 2012-02-02T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Synthesis of Single-walled Carbon Nanotubes and Graphene in a Magnetically-enhanced Arc Plasma at JoVE.com

Diese Arbeit wurde von NSF / DOE Partnership in Plasma Science and Technology unterstützt (NSF Grant No CBET-0853777 und DOE Grant No DE-SC0001169), STTR Projekt in Phase I (NSF STTR PHASE I No.1010133). Die Autoren möchten die PPPL Offsite Research Program des Office of Fusion Energy Sciences zur Unterstützung arc Experimente unterstützt haben.

1. Anode Vorbereitung <ol><li> Scale-Nickel-Pulver (99,8%, 300 mesh) und Yttrium Pulver (99,9%, 40 mesh) nach dem molaren Radio von 4,2:1 als Katalysator Pulver. </li><li> Mix der Katalysator-Pulver mit Graphit-Pulver (99,9995%, 200 mesh) sehr gut. Füllen Sie das gemischte Pulver in hohle Graphitstab (5 mm Außendurchmesser, 2,5 mm Innendurchmesser und 75 mm Länge) fest. Achten Sie darauf, die gesamte molare Radio von C: Ni: Y in Anodenstange ist 94.8:4.2:1, ist die optimale Verhältnis zu SWCNT 9 zu synt...

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	<li>Dai, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+transport+properties+and+field+effect+transistors+of+carbon+nanotubes.">Electrical transport properties and field effect transistors of carbon nanotubes.</a> Nano. 1, 1-13 (2006).</li><li>Lai, K. W. C., Xi, N., Fung, C. K. M., Chen, H. Z., Tarn, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+the+band+gap+of+carbon+nanotube+for+infrared+sensors.">Engineering the band gap of carbon nanotube for infrared sensors.</a> Applied Physics Letters. 95, 221107-221107 (2009).</li><li>Gabor, N. M., Zhong, Z. H., Bosnick, K., Park, J., McEuen, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extremely+Efficient+Multiple+Electron-Hole+Pair+Generation+in+Carbon+Nanotube+Photodiodes.">Extremely Efficient Multiple Electron-Hole Pair Generation in Carbon Nanotube Photodiodes.</a> Science. 325, 1367-1371 (2009).</li><li>Liu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+storage+in+single-walled+carbon+nanotubes+at+room+temperature.">Hydrogen storage in single-walled carbon nanotubes at room temperature.</a> Science. 286, 1127-1129 (1999).</li><li>Keidar, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic-field-enhanced+synthesis+of+single-wall+carbon+nanotubes+in+arc+discharge.">Magnetic-field-enhanced synthesis of single-wall carbon nanotubes in arc discharge.</a> Journal of Applied Physics. 103, 094318-094318 (2008).</li><li>Li, J., Volotskova, O., Shashurin, A., Keidar, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+Diameter+Distribution+of+Catalyst+Nanoparticles+in+Arc+Discharge.">Controlling Diameter Distribution of Catalyst Nanoparticles in Arc Discharge.</a> Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 11, 10047-10052 (2011).</li><li>Volotskova, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tailored+Distribution+of+Single-Wall+Carbon+Nanotubes+from+Arc+Plasma+Synthesis+Using+Magnetic+Fields.">Tailored Distribution of Single-Wall Carbon Nanotubes from Arc Plasma Synthesis Using Magnetic Fields.</a> Acs. Nano. 4, 5187-5192 (2010).</li><li>Volotskova, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-step+synthesis+and+magnetic+separation+of+graphene+and+carbon+nanotubes+in+arc+discharge+plasmas.">Single-step synthesis and magnetic separation of graphene and carbon nanotubes in arc discharge plasmas.</a> Nanoscale. 2, 2281-2285 (2010).</li><li>Farhat, S., Scott, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+the+arc+process+modeling+for+fullerene+and+nanotube+production.">Review of the arc process modeling for fullerene and nanotube production.</a> Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 6, 1189-1210 (2006).</li><li>Keidar, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increasing+the+length+of+single-wall+carbon+nanotubes+in+a+magnetically+enhanced+arc+discharge.">Increasing the length of single-wall carbon nanotubes in a magnetically enhanced arc discharge.</a> Applied Physics Letters. 92, 043129-043129 (2008).</li><li>Ferrari, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+spectrum+of+graphene+and+graphene+layers.">Raman spectrum of graphene and graphene layers.</a> Physical Review Letters. 97, 187401-187401 (2006).</li></ol>

In der Video-Schnappschüsse in Abbildung 1b und 1d gezeigt, für den Fall, dass die Lücke zwischen den im Abstand von ca. h = 75 mm von der Unterseite des Dauermagneten gebracht wurde, ist anzumerken, dass Veränderung der Position des Magneten (wir Magneten Verschiebung getestet werden entlang der z-Achse und Drehen des Magneten über) Ergebnisse in Abweichung von arc jet flow in x-Richtung, die Richtung der J × B Kraft in Abbildung 1c dargestellt. Es wurde auch beo...

Tabelle der spezifischen Reagenzien und Geräte: <table border="1"><tbody><tr><th> Name des Reagenzes </th><th> Firma </th><th> Katalog-Nummer </th><th> Kommentare (optional) </th></tr><tr><td> Methanol </td><td> Acros Organics </td><td> 423950010 </td><td></td></tr><tr><td> Nickelpulver </td><td> Alfa Aesar </td><td> 10581 </td><td></td></tr><tr><td> Yttrium Pulver </td><td> Acros Organics </td><td> 318060050 </td><td></td></tr><tr><td> Graphitpulver </td><td> Alfa Aesar </td><td> 40799 </td><td></td></tr><tr><td> Hohle Graphitstab </td><td> Saturn Industries </td><td> POCO EDM 3 </td><td></td></tr><tr><td> Permanentmagnet </td><td> McMaster-Carr </td><td> 57315K51 </td><td></td></tr><tr><td> Molybdän Blech </td><td> Dingqi Sci. und Tech. </td><td> 080504-11 </td><td></td&gt; </tr><tr><td> Ultraschall- Dismembrator </td><td> Fisher Scientific </td><td> Modell 150T </td><td></td></tr><tr><td> Hall-Effekt-Gaussmeter </td><td> AI </td><td> Model 100 </td><td></td></tr><tr><td> Welding Stromversorgung </td><td> Miller Electric </td><td> Gold Star 600SS </td><td></td></tr><tr><td> Vakuumpumpe </td><td> J / B </td><td> DV-85N </td><td></td></tr><tr><td> SEM </td><td> Zeiss </td><td> LEO 1430VP </td><td></td></tr><tr><td> TEM </td><td> JEOL </td><td> 1200 EX </td><td></td></tr><tr><td> Raman </td><td> Horiba </td><td> HR800 </td><td></td></tr></tbody></table>

simultaneous synthesis of single-walled carbon nanotubes and graphene in a magnetically-enhanced arc plasma

Kohlenstoff-Nanostrukturen wie Single-Walled Carbon Nanotubes (SWCNT) und Graphen ziehen eine Flut von Interesse von Gelehrten heutzutage aufgrund ihrer sehr vielversprechende Anwendung für molekulare Sensoren, Feldeffekt-Transistor und super dünne und flexible elektronische Geräte 1-4. Anodische Bogenentladung durch die Erosion des Anodenmaterials unterstützt ist eines der praktischsten und effizientesten Methoden, die bestimmte Nicht-Gleichgewichts-Prozessen und einem hohen Zustrom von Kohlenstoff-Material auf die Entwicklung von Strukturen bei relativ höheren Temperaturen bieten kann, und somit die as- synthetisierten Produkte haben einige strukturelle Mängel und bessere Kristallinität. Zur weiteren Verbesserung der Steuerbarkeit und Flexibilität der Synthese von Kohlenstoff-Nanostrukturen in Bogenentladung, können magnetische Felder während der Synthese-Prozess nach dem starken magnetischen Reaktionen der Bogen Plasmen angewendet werden. Es konnte gezeigt werden, dass der magnetisch-enhanced arc discharge erhöhen die durchschnittliche Länge der SWCNT 5, schmalen Durchmesser Verteilung der metallischen Katalysators Partikel und Kohlenstoff-Nanoröhren 6, und ändern Sie das Verhältnis von metallischen und halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhren 7, sowie an Graphen-Synthese 8 führen. Darüber hinaus lohnt es sich, zu bemerken, dass, wenn wir eine ungleichmäßige Magnetfeld vorstellen mit der Komponente normal zur Strom in Bogen, die Lorentz-Kraft entlang der J × B Richtung kann die Plasmen jet generieren und effiziente Bereitstellung von Kohlenstoff-Ionen-Partikeln und Wärmestrom zu Proben. Als Folge wurden umfangreiche Graphenflocken und hochreine einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhren gleichzeitig durch solche neuen magnetisch-enhanced anodischen Lichtbogen-Verfahren erzeugt. Arc Bildgebung, Rasterelektronenmikroskop (SEM), wurden Transmissions-Elektronenmikroskop (TEM) und Raman-Spektroskopie eingesetzt, um die Charakterisierung von Kohlenstoff-Nanostrukturen zu analysieren. Diese Ergebnisse deuten auf einebreites Spektrum an Möglichkeiten, mit den Eigenschaften von Nanostrukturen in Plasmen durch Steuerung des Lichtbogens Bedingungen hergestellt manipulieren.

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Simultaneous Synthesis of Single-walled Carbon Nanotubes and Graphene in a Magnetically-enhanced Arc Plasma

Anodische Bogenentladung ist eines der praktischsten und effizientesten Methoden, um verschiedene Kohlenstoff-Nanostrukturen zu synthetisieren. Zur Erhöhung der Bogen Steuerbarkeit und Flexibilität, wurde ein nicht-homogenes Magnetfeld eingeführt, um die Ein-Schritt-Synthese von großflächigen Graphenflocken und hochreine einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhren-Prozess.

Simultane Synthese von einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Graphen in einem magnetisch-enhanced Arc Plasma

Carbon nanostructures such as single-walled carbon nanotubes (SWCNT) and graphene attract a deluge of interest of scholars nowadays due to their very ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Graphene Coatings for Biomedical Implants

Atomically smooth graphene as a surface coating has potential to improve implant properties. This demonstrates a method for coating nitinol alloys with ...

Forschung

Biotechnik

Localization and Relative Quantification of Carbon Nanotubes in Cells with Multispectral Imaging Flow Cytometry

Lokalisierung und Relative Quantifizierung der Kohlenstoff-Nanoröhrchen in Zellen mit multispektrale Imaging Durchflusszytometrie

Carbon-based nanomaterials, like carbon nanotubes (CNTs), belong to this type of nanoparticles which are very difficult to discriminate from carbon-rich ...

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We present the synthesis of a highly stable protein hydrogel mediated by a split-intein-catalyzed protein trans-splicing reaction. The building blocks of ...

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Technik Molekulare Erkennung mit Bio-Mimetikum Polymers auf einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen

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