Kohlenstoff-Nanoröhren sind faszinierende Materialien mit einzigartigen Eigenschaften, die sie in verschiedenen Branchen sehr begehrt machen.
Das Verständnis der Methoden zu ihrer Synthese ist für Forscher und Fachleute auf diesem Gebiet entscheidend.
Im Folgenden werden die vier wichtigsten Verfahren zur Synthese von Kohlenstoff-Nanoröhren erläutert.
Welche Methoden gibt es für die Synthese von Kohlenstoff-Nanoröhren? (4 Schlüsseltechniken erklärt)
1. Bogenentladungs-Methode
Bei der Lichtbogenentladungsmethode werden Kohlenstoffatome bei hohen Temperaturen, in der Regel über 3000 °C, in einem Plasma verdampft.
Bei diesem Verfahren entstehen sowohl mehr- als auch einwandige Kohlenstoff-Nanoröhren (CNTs).
2. Laserabtragsverfahren
Bei der Laserablation wird ein Kohlenstofftarget mit Hilfe von Laserimpulsen verdampft.
Dieses Verfahren ist für die Herstellung hochwertiger Kohlenstoff-Nanoröhren mit einer engen Durchmesserverteilung bekannt.
3. Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)
Die chemische Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD) ist die am häufigsten angewandte Technik zur Synthese von Kohlenstoff-Nanomaterialien.
Sie beinhaltet die thermische Behandlung eines kohlenstoffhaltigen Vorläufergases in Gegenwart eines Katalysators, um Kohlenstoffnanoröhren zu erzeugen.
CVD bietet Vorteile wie strukturelle Kontrollierbarkeit und Kosteneffizienz bei der großtechnischen Synthese reiner Kohlenstoff-Nanoröhren.
4. Modifizierte CVD-Verfahren
Die jüngste Forschung hat sich auf die Erforschung modifizierter CVD-Methoden für die Synthese von Kohlenstoff-Nanoröhren konzentriert.
So wurde in einigen Studien die Verwendung von Kohlenmonoxid als Ausgangsmaterial für CVD-Verfahren untersucht.
Es besteht auch ein wachsendes Interesse an der Verwendung von umweltfreundlichen Rohstoffen oder Abfallstoffen für die Herstellung von Kohlenstoffnanoröhren, wie z. B. Kohlendioxid, das durch Elektrolyse in geschmolzenen Salzen abgeschieden wird, und die direkte thermische Zersetzung von Methan in Kohlenstoffnanoröhren und Wasserstoff.
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