Zu den Verfahren zur Herstellung von CNT (Kohlenstoffnanoröhren) gehören in erster Linie die Laserablation, die Bogenentladung, die chemische Gasphasenabscheidung (CVD), die modifizierte katalytische chemische Gasphasenabscheidung und neue Verfahren, bei denen umweltfreundliche oder Abfallstoffe verwendet werden, wie die Kohlendioxidelektrolyse in geschmolzenen Salzen und die Methanpyrolyse. Jede Methode hat ihre eigenen Vorteile und Anwendungen, die sich auf die Qualität und Effizienz der CNT-Produktion auswirken.
1. Laserablation und Lichtbogenentladung:
Bei diesen traditionellen Verfahren werden Kohlenstoffquellen mit Hilfe von Hochenergieverfahren verdampft, die dann zu Nanoröhren kondensieren. Bei der Laserablation wird ein Graphit-Target mit einem Laser verdampft, während bei der Bogenentladung ein Lichtbogen mit hohem Strom zwischen zwei Graphitelektroden entsteht. Mit diesen Verfahren können hochwertige CNT hergestellt werden, sie sind jedoch weniger effizient und teurer, so dass sie im Vergleich zur CVD weniger wirtschaftlich sind.2. Chemische Gasphasenabscheidung (CVD):
CVD ist das wichtigste kommerzielle Verfahren zur Herstellung von CNT. Es beinhaltet die Zersetzung von Kohlenwasserstoffgasen an einem Metallkatalysator bei hohen Temperaturen. Das Verfahren ist skalierbar und relativ kostengünstig und ermöglicht die Herstellung von CNT in großen Mengen. Die Qualität der durch CVD hergestellten CNT kann je nach den Prozessparametern wie Temperatur, Gasdurchsatz und Katalysatortyp sehr unterschiedlich sein.
3. Modifizierte katalytische chemische Gasphasenabscheidung:
Diese Methode umfasst Variationen des CVD-Verfahrens, z. B. die Verwendung von Kohlenmonoxid als Ausgangsmaterial. Diese Modifikationen können die Effizienz und die Kontrolle des CNT-Wachstums verbessern, was zu qualitativ hochwertigeren und einheitlicheren CNTs führen kann.4. Grüne Rohstoffe und Abfallstoffe:
Neue Methoden konzentrieren sich auf nachhaltige und abfallbasierte Ausgangsstoffe. Beispiele hierfür sind die Abscheidung von Kohlendioxid durch Elektrolyse in geschmolzenen Salzen und die Methanpyrolyse. Diese Verfahren zielen darauf ab, Abfallgase in wertvolle CNT umzuwandeln, die Umweltbelastung zu verringern und eine nachhaltige Kohlenstoffquelle zu schaffen. Die Qualität der mit diesen Methoden hergestellten CNT kann jedoch geringer sein, und die Verfahren müssen möglicherweise weiter optimiert werden.
