Badanie możliwości zastosowania kserożelu węglowego jako nośnika żelazowego katalizatora spaleniowej syntezy nanorurek węglowych

Przedstawiono analizę mikroskopową produktów spalania mieszanin węglika wapnia, azydku sodu i heksachloroetanu z dodatkiem kserożelu węglowego impregnowanego żelazem. Kserożel węglowy otrzymywano w wyniku karbonizacji kserożelu rezorcynowo-furfuralowego zawierającego skompleksowane z rezorcyną żelazo. Karbonizację realizowano w temperaturach 600-1050°C. Spalanie mieszanin prowadzono w stalowym reaktorze w atmosferze argonu pod ciśnieniem początkowym 1 MPa. Nanorurki węglowe znajdowano jedynie w produktach spalania obecnych w tyglu, w którym umieszczano spalane próbki, nie obserwowano ich w produktach zebranych ze ścian reaktora. Na podstawie obserwacji SEM wywnioskowano, że wzrost nanorurek przebiega najprawdopodobniej według mechanizmu końcówkowego w wyniku heterogenicznej katalizy za pomocą osadzonych na kserożelu ziaren Fe. Nie zaobserwowano wyraźnego związku między temperaturą karbonizacji kserożelu a wydajnością i morfologią powstających na drodze syntezy spaleniowej nanorurek węglowych.

Reactions between calcium carbide and hexachloroethane in the presence of sodium azide are exothermic enough to proceed at a high temperature, self-sustaining regime. Combustion of the mixtures was performed in the presence of the Fe-doped carbon xerogel as a catalyst of carbon nanotubes growth. The carbon xerogel was prepared through carbonization of an iron doped organic xerogel at temperatures in a range of 600-1050°C. Combustion reactions were conducted in a stainless steel reactor - calorimetric bomb - under initial pressure of 1 MPa of argon. Reactions were carried out in a graphite crucible. Scanning electron microscopy analysis of the combustion products recovered from the crucible revealed small yield of carbon fibers (most likely nanotubes), which grew via tip-grown mechanism. In the outer area of the reactor, dusty products with soot-like morphology dominated. The correlation between pyrolysis temperature of the carbon xerogel and morphology of catalyzed-grown nanofibers was not observed.