Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор 10
1.1 Структура, способы получения и области применения МУНТ 10
1.1.1 Структура, свойства и области применения МУНТ 10
1.1.2 Способы получения МУНТ. Преимущества метода СCVВ 12
1.2 Механизмы роста углеродных наиотрубок на металлической поверхности и факторы, определяющие каталитическую активность различных систем в процессе ССVD 16
1.2.1 Роль катализатора в процессе роста УНТ 16
1.2.2 Развитие теорий о состоянии частицы катализатора и диффузии углерода в процессе роста нанотрубки 17
1.2.3 Механизмы зародышеобразования и роста углеродных наиотрубок 20
1.2.4 Активность металлов в процессе синтеза углеродных наиотрубок 22
1.2.5 Влияние типа используемого носителя 25
1.2.6 Влияние способа активации катализаторов 27
1.3 Методы приготовления катализаторов синтеза МУНТ 30
1.3.1 Золь-гель метод 31
1.3.2 Пропитка носителей растворами предшественников активного компонента 32
1.3.3 Соосаждение гидроксидов металлов носителей и активного компонента 32
1.3.4 Термораспространяющийся синтез оксидных систем 33
1.3.5 Напыление металлического активного компонента на твердые подложки 35
1.4 Влияние постобработки на чистоту и свойства МУНТ, полученных методом ССУВ 38
1.5 Выводы из литературного обзора 41
ГЛАВА 2. Экспериментальная часть 44
2.1 Методика приготовления катализаторов для синтеза многослойных углеродных наиотрубок 44
2.2 Реактивы, используемые в работе для приготовления катализаторов и МУНТ 45
2.3 Получение многослойных углеродных наиотрубок методом каталитического пиролиза этилена 2.4 Кислотпая очистка МУНТ от примесей катализатора 46
2.5 Высокотемпературная обработка образцов МУНТ 46
2.6 Физико-химические методы исследования образцов катализаторов и МУНТ 47
ГЛАВА 3. Многокомпонентные катализаторы синтеза мунт: формирование, каталитическая активность в процессе роста мунт, морфология, фазовый состав 53
3.1 Формирование высокодисперсных оксидных каталитических систем методом полимеризованных комплексных предшественников 53
3.1.1 Формирование трехмерной полимерной матрицы на начальных стадиях приготовления катализаторов 54
3.1.2 Формирование оксидных систем в процессе выжигания органической матрицы
3.1.3 Исследования морфологии катализаторов методом СЭМ 60
3.1.4 Исследование структуры и химического состава катализаторов методами ПЭМ и ЭДС 62
3.1.5 Исследование фазового состава катализаторов методом РФА 68
3.1.6 Исследование фазового состава катализаторов методом ДСР 71
3.2 Синтез МУНТ на многокомпонентных Ге-Со системах различного состава 76
3.2.1 Изменение выходов МУНТ при варьировании времени реакции, концентрации этилена и температуры реакции 76
3.2.2 Влияние соотношения металлов активного компонента катализаторов синтеза МУНТ на основе АЬОз на их активность 79
3.2.3 Варьирование концентрации активного компонента в катализаторах синтеза МУНТ на основе А1203, MgO, СаСОз 81
3.3 Микроструктура и морфология МУНТ, полученных с использованием каталитических систем различного состава 82
3.3.1 Исследование морфологии МУНТ методом СЭМ 83
3.3.2 Исследование микроструктуры МУНТ методом ПЭМ 85
3.4 Заключение к Главе 3 88
ГЛАВА 4. Ex-situ и in-situ исследование формирования частиц активного компонента катализатора в процессе роста мунт 91
4.1 Ex-situ и in-situ исследования формирования активного компонента катализаторов в реакции синтеза МУНТ методом РФА 91
4.2 Исследования изменения электронного состояния металлов активного компонента в процессе синтеза МУНТ методом РФЭС 95
4.3 Анализ состава частиц катализатора внутри каналов МУНТ методом ПЭМ и ЭДС 98
4.4 Механизм формирования сплавных металлических частиц и углеродного зародыша в реакционной среде. Дезактивация металлических частиц 104
4.5 Причины высокой каталитической активности сплавных частиц 109
4.6 Заключение к Главе 4 111
ГЛАВА5. Иследование влияния высокотемпературной постобработки на физико-химические свойства мунт 113
5.1 Исследование изменения состава примесей МУНТ И3
5.2 Измерение удельной поверхности образцов МУНТ 116
5.3 Исследование микроструктурных изменений МУНТ после
высокотемпературного прогрева 117
5.3.1 ПЭМ исследование реорганизации микроструктуры МУНТ 117
5.3.2 Изменения упорядоченности микроструктуры МУНТ согласно данным спектроскопии К? 122
5.3.3 Определение межплоскостного расстояния и ОКР исходных и прогретых образцов МУНТ методом РФА 124
5.4 Механизм удаления дефектов и изменения микроструктуры МУНТ при термической обработке 127
5.5 Исследование воздействия высокотемпературного прогрева на физико-химические свойства МУНТ 128
5.5.1 Исследование устойчивости МУНТ к окислению 128
5.5.2 Изменение устойчивости МУНТ к электрокоррозии 130
5.5.3 Исследование механических свойств МУНТ методом АСМ 131
5.5.4 Исследование электрофизических свойств МУНТ 142
5.6 Заключение к Главе 5 145
Основные результаты и выводы 147
Список литературы 150
