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

Este trabalho foi financiado pela NSF / DOE Parceria em Plasma Ciência e Tecnologia (NSF Grant No. CBET-0853777 e DOE Grant No. DE-SC0001169), a Fase I do projeto STTR (NSF STTR FASE I No.1010133). Os autores gostariam de agradecer ao Programa de Pesquisa PPPL Offsite apoiado pelo Escritório do Fusion Energy Sciences para apoiar experiências de arco.

1. Preparação do ânodo <ol><li> Pó de níquel escala (99,8%, a 300 mesh) e ítrio em pó (99,9%, 40 mesh) de acordo com a rádio molar de 4.2:1 como o pó de catalisador. </li><li> Misture o pó catalisador com pó de grafite (99,9995%, a 200 mesh) muito bem. Preencha o pó misturado em bastão de grafite oca (5 mm de diâmetro externo, 2,5 mm de diâmetro interno e 75 mm de comprimento) com firmeza. Certifique-se o rádio totais molar de C: Ni: Y no ânodo é 94.8:4.2:1, que é óptima relação de sintetizar SWC...

<ol>
	<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>

Nos instantâneos de vídeo mostrado na figura 1b e 1d, para o caso que a diferença intereletrodos foi colocado a uma distância de cerca de h = 75 mm da base de ímã permanente, deve-se notar que a mudança de posição do ímã (que testamos mudança ímã ao longo eixo z e girando o ímã sobre) resulta em desvio do fluxo de jacto de arco eléctrico na direção x correspondente à direção de J × B força ilustrada na Figura 1c. Também foi observado que a geome...

Tabela de reagentes e equipamentos específicos: <table border="1"><tbody><tr><th> Nome do reagente </th><th> Companhia </th><th> Número de catálogo </th><th> Comments (opcional) </th></tr><tr><td> Metanol </td><td> Acros Organics </td><td> 423950010 </td><td></td></tr><tr><td> Pó de níquel </td><td> Alfa Aesar </td><td> 10581 </td><td></td></tr><tr><td> Ítrio pó </td><td> Acros Organics </td><td> 318060050 </td><td></td></tr><tr><td> Pó de grafite </td><td> Alfa Aesar </td><td> 40799 </td><td></td></tr><tr><td> Bastão de grafite oco </td><td> Saturno Industries </td><td> POCO EDM 3 </td><td></td></tr><tr><td> Ímã permanente </td><td> McMaster-Carr </td><td> 57315K51 </td><td></td></tr><tr><td> Folha de molibdênio </td><td> Dingqi Sci. e Tech. </td><td> 080504-11 </td><td></td&gt; </tr><tr><td> Ultra-som dismembrator </td><td> Fisher Scientific </td><td> Modelo 150T </td><td></td></tr><tr><td> De efeito Hall gaussmeter </td><td> AI </td><td> Modelo 100 </td><td></td></tr><tr><td> Fornecimento de energia de soldagem </td><td> Miller Elétrica </td><td> Gold Star 600SS </td><td></td></tr><tr><td> Bomba de vácuo </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

Nanoestruturas de carbono, como nanotubos de carbono de parede única (SWCNT) e grafeno atrair um dilúvio de interesse dos estudiosos hoje em dia, devido à sua aplicação muito promissora para sensores molecular, transistor de efeito de campo e super fino e flexível dispositivos eletrônicos 1-4. Descarga de arco anódica apoiado pela erosão do ânodo é um dos métodos mais práticos e eficientes, o que pode fornecer específicos não-equilíbrio processos e um fluxo elevado de material de carbono para o desenvolvimento de estruturas em temperatura relativamente mais altos e, conseqüentemente, o as- produtos sintetizados têm poucos defeitos estruturais e melhor cristalinidade. Para melhorar ainda mais a controlabilidade e flexibilidade da síntese de nanoestruturas de carbono na descarga de arco, os campos magnéticos podem ser aplicados durante o processo de síntese de acordo com as respostas magnético forte de plasmas de arco. Foi demonstrado que o magneticamente avançada arco Discharge pode aumentar a duração média de SWCNT 5, estreita a distribuição de diâmetro de partículas de catalisador metálico e nanotubos de carbono 6, e alterar a relação de materiais metálicos e nanotubos de carbono semicondutores 7, bem como levar à síntese de grafeno 8. Além disso, vale a pena observar que quando introduzimos um campo magnético não uniforme com o componente normal para a corrente em arco, a força de Lorentz ao longo da direção J × B pode gerar o jet plasmas e fazer a entrega efetiva de partículas de carbono e de íons fluxo de calor para amostras. Como resultado, flocos em larga escala de grafeno e nanotubos de carbono de alta pureza single-walled foram simultaneamente gerados por tal método novo arco magneticamente avançada anódica. Arc de imagem, microscópio eletrônico de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e espectroscopia Raman foram empregadas para analisar a caracterização de nanoestruturas de carbono. Estes resultados indicam umaamplo espectro de oportunidades para manipular com as propriedades de nanoestruturas produzidas em plasmas por meio de controlar as condições de arco.

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

Descarga de arco anódica é um dos métodos mais práticos e eficientes para sintetizar nanoestruturas de carbono diversos. Para aumentar a controlabilidade de arco e flexibilidade, um campo magnético não uniforme foi apresentado ao processo de síntese de uma etapa de flocos em larga escala de grafeno e nanotubos de carbono de alta pureza single-walled.

Síntese simultânea de nanotubos de carbono de parede única e de grafeno em um Plasma Arc magnética avançada

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

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