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Previous issue date: 2010-06-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The carbon nanotubes (CNT) are small cylinders with diameters in order of nanometers (10-9
m) and, of some micrometers (10-6 m) of length. Carbon nanotubes are conceptually built
considering the rolling up of a strip of graphene sheet. The electronic, mechanical, and optical
properties of the tube depend on how the graphene sheet is rolled up. More than one graphene
sheet can be rolled up forming concentric nanotubes which are called multiple walled carbon
nanotubes (MWCNT). The knowledge and parameterization of synthesis methods are of
extremely importance for the development of carbon nanotubes science. This work had as
objective the installation of a system for CNT production, using chemical catalytic vapor
deposition (CCVD), and the evaluation of the effects of synthesis parameters in formation of
carbon nanotubes. In this work, parameters such as temperature and time of synthesis using
three kinds of catalysts (Fe/MgO, Fe/Al2O3 e Co/Al2O3) were investigated keeping the
catalyst mass fixed in 100 mg. The temperatures varied from 750 to 850 °C and synthesis
time from 10 to 15 minutes. During the process, an argon flow of 1,0 L/min was used to
maintain an inert atmosphere in the tube furnace. When the programmed temperature was
reached, a flow of ethylene gas (0,1 L/min-1) was inserted in the reactor. When finishing the
synthesis time, gases flux were interrupted. The samples were characterized by Raman
spectroscopy. The best synthesis temperature was 800°C for catalysts Fe/MgO and Fe/Al2O3,
using 750 °C and Co/Al2O3 catalysts during 15 minutes. The mass medium gain of CNT
produced, without purification, was of 112%. The proposed system presented satisfactory
results in relation to NTC production in laboratorial scale and the choose of synthesis
parameters lead to the synthesis of different CNTs. / Os nanotubos de carbono (NTC) são pequenos cilindros com diâmetro da ordem de
nanômetros (10-9 m) e, de alguns micrômetros (10-6 m) de comprimento. Conceitualmente, um
nanotubo é construído através do enrolamento de um pedaço de uma folha de grafeno. As
propriedades eletrônicas, mecânicas, ópticas do tubo dependem de como grafeno é enrolado.
Além disso, pode-se enrolar mais de uma folha de grafeno, formando assim, nanotubos
concêntricos (Nanotubos de carbono de paredes múltiplas, NTCPM). Com tantas formas de
síntese desses nanomateriais, o conhecimento e parametrização dos métodos de síntese são de
extrema importância para o desenvolvimento da área. Com esse intuito, este trabalho teve
como objetivo a instalação de um sistema para a produção de NTC, utilizando a técnica de
deposição catalítica química em fase vapor (DCQFV), e avaliar os efeitos dos parâmetros de
síntese na formação dos nanotubos de carbono. Neste trabalho parâmetros como temperatura e
tempo de síntese usando 3 tipos de catalisadores: Fe/MgO, Fe/Al2O3 e Co/Al2O3 foram
investigados, com massa de catalisador fixada em 100 mg. As temperaturas variaram de 750 a
850 °C e os tempos de síntese de 10 a 15 minutos. Durante o processo um fluxo de argônio de
1,0 L/min-1 foi utilizado para manter uma atmosfera inerte no interior do forno. Ao atingir a
temperatura programada, um fluxo de gás etileno foi inserido, numa taxa de 0,1 L/min-1. Ao
finalizar o tempo de síntese, os fluxos dos gases foram interrompidos. As amostras
sintetizadas foram caracterizadas por espectroscopia Raman. A melhor temperatura de síntese
foi de 800 °C para os catalisadores Fe/MgO e Fe/Al2O3, e de 750 °C com o catalisador
Co/Al2O3, em um tempo de 15 minutos. O ganho médio de massa dos NTC produzidos, sem
purificação, foi de 112%. O sistema proposto apresentou resultados satisfatórios em relação à
produção de NTC em escala laboratorial e os parâmetros de síntese dependem do tipo de NTC
que se quer sintetizar.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.universidadefranciscana.edu.br:UFN-BDTD/350 |
| Date | 30 June 2010 |
| Creators | Fischer, Marcel Vinícius Theisen |
| Contributors | Mortari, Sergio Roberto, Souza Filho, Antônio Gomes de |
| Publisher | Universidade Franciscana, Mestrado Acadêmico em Nanociências, UFN, BR, Biociências e Nanomateriais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional Universidade Franciscana, instname:Universidade Franciscana, instacron:UFN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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