Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Виды углеродных структур 11
1.2. Свойства и потенциальные области применения углеродных нанотрубок 21
1.2.1. Применение в композитах 22
1.2.2. Применение в электронной технике 25
1.2.3. Другие области применения 29
1.3. Методы получения углеродных нанотрубок
1.3.1. Дуговой синтез 32
1.3.2. Лазерный синтез 38
1.3.3. Каталитический пиролиз 40
1.3.4. Прочие методы 44
1.4. Механизмы образования и роста нанотрубок 47
1.5. Математическое моделирование синтеза углеродных нанотрубок, получаемых методом каталитического пиролиза углеводородов 52
1.6. Постановка задач исследований 58
Глава 2. Экспериментальные исследования образования углеродных нанотрубок (нановолокон) при каталитическом пиролизе метана
2.1. Исследование кинетики образования углеродных нанотрубок из метана
2.1.1. Экспериментальная установка для изучения кинетики образования углеродных нанотрубок 62
2.1.2. Используемые катализаторы 64
2.1.3. Методика проведения работы 64
2.1.4. Результаты исследований кинетики образования нановолокнистого углерода в реакторе периодического действия 66
2.2. Исследования образования углеродных нанотрубок из метана в реакторе непрерывного действия
2.2.1. Схема непрерывнодействующего реактора синтеза нановолокнистого углерода из метана 76
2.2.2. Результаты исследований образования углеродных нанотрубок в непрерывнодействующем реакторе 77
Глава 3. Математическое моделирование кинетики каталитического пиролиза метана с образованем углеродных нанотрубок
3.1. Уравнения математической модели образования нановолокнистого углерода при каталитическом пиролизе метана 81
3.2. Построение кинетической схемы пиролиза метана на катализаторе с образованием углеродных нанотрубок 87
3.3. Определение кинетических параметров математической модели 93
3.4. Результаты математического моделирования периодического реактора каталитического пиролиза метана 101
Глава 4. Математическое моделирование и оптимизация непрерывнодействующего реактора каталитического пиролиза метана
4.1. Уравнения математической модели непрерывнодействующего реактора синтеза нановолокнистого углерода из метана 106
4.2. Решение уравнений математической модели 111
4.3. Результаты математического моделирования реактора 116
4.4. Оптимизация реактора каталитического пиролиза метана с движущимся слоем катализатора 121
Глава 5. Технологическая схема производства углеродных нанотрубок методом каталитического пиролиза метана
5.1. Описание технологической схемы 137
5.2. Основные материальные потоки технологической схемы 141
Заключение 146
Список литературы 150
Приложение I 158
