В данной статье описано экспериментальное исследование влияния Mo как промотора на активность Fe-Co-Al катализатора, полученного методом термического разложения солей. Железосодержащие каталитические системы часто используют для синтеза многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ), однако добавление к ним некоторых химических элементов (V, W, Y и др.) позволяет менять их каталитическую активность. С целью доказательства эффективности применения Мо в катализаторах синтеза углеродных нанотрубок было изучено влияние его на дисперсный состав и морфологию катализатора. Тестирование полученных образцов катализатора осуществляли в опытно-промышленном реакторе периодического действия с целью определения удельной поверхности и выхода синтезируемых МУНТ. Синтез МУНТ осуществляли методом газофазного химического осаждения (ГФХО). Анализ полученных данных позволяет сделать вывод о том, что незначительное содержание Мо в каталитической системе влияет не только положительно на качество синтезируемого углеродного наноматериала, но и позволяет существенно увеличить выход.
This article describes an experimental study of influence of the Mo as a promotor on the activity Fe-Co-Al catalyst obtained by thermal decomposition of salts. Iron-containing catalyst system is often used for the synthesis of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs), but the addition of certain chemical elements (V, W, Y et al.) allows to change their catalytic activity. In order to prove the effectiveness of Mo in the catalysts synthesis of carbon nanotubes has been studied its impact on the composition dispersed in the morphology of the catalyst. Testing of the catalyst samples obtained was performed in a pilot reactor of periodic actions for the purpose of determing the specific surface area and yield of synthesized of MWNTs. The synthesis of the MWCNTs was performed by the method of chemical vapor deposition (CVD). Analysis of the obtained data allows to draw a conclusion that a small content of Mo in the catalytic system influence positively not only on the quality of synthesized carbon nanomaterial, but it also significantly increase the yield.
1. Dae-Sup S. Continuous mass production system of carbon nanotubes synthesis and processing / S. Dae-Sup, H. Heon, S.K. Woo, Y.B. Sin, G.C. Bong, B. S. Kwang, L. Haiwon // Journal of Ceramic Processing Research. – 2009. – Vol. 10, № 1. – P. 105 – 108.
2. Ganiyu S.A. Carbon nanostructures grown on 3D silicon carbide foams: Role of intermediate silica layer and metal growth / S. A. Ganiyu, O. Muraza, A.S. Hakeem // Chemical Engineering Journal. – 2014. – Vol. 258. – P. 110–118.
3. Kulmeteva V.B. Effect of specification catalytic pyrolysis of ethanol vapor on characteristic of carbon nanotubes / V.B. Kulmeteva, I.A Maltsev // Digital scientific journal. – 2014. – № 6; URL: http://www.science-education.ru/pdf/2014/6/739.pdf (дата обращения: 08.06.2-15).
4. Liu W.W. Synthesis of Single-Walled Carbon Nanotubes: effect of active metals, catalyst supports, and metal loading percentage / W.W. Liu, A. Aziz, S.P. Chai // Hindawi publishing corporation jurnal of nanomaterials. – 2013. – P.8: URL: http://dx.doi.org/10/1155/2013/592464 (дата обращения: 06.06.2015).
5. Mageswari S. Simplified Synthesis of Multi-Walled Carbon Nanotubes from a Botanical Hydrocarbon: Rosmarinus Officinails Oil / P. S. Syed Shabudeen, N. Kanakachalam, S. Karthikeyan // J. Environ. Nanotechnol. – 2014. – Vol. 3, № 2. – P. 62 – 68.
6. Magrez A. Growth of carbon nanotubes with alkaline earth carbonate as support / J.W Seo, Cs. Mikó, K. Hernadi, L.J. Forró // Phys. Chem. B. – 2009. – Vol. 109. – P. 10087–10091.
7. Matsumoto K. Synthesis and Raman study of double-walled carbon nanotubes. / K. Matsumoto, T. Murakami, T. Isshiki, K. Kisoda, H. Harima // Diamond & Related Materials. – 2007. – Vol.16. – P. 1188–1191.
8. Ni L. Kinetic study of carbon nanotube synthesis over Mo/Co/MgO catalysts / L. Ni, K. Kuroda, Ling-Ping Zhou, T. Kizuka // Carbon. – 2006. – Vol. 44. – P. 2265–2272.
9. Ohashi M. Synthesis and diameter control of vertically-aligned carbon nanotube growth from Langmuir–Blodgett films deposited Fe3O4@SiO2 core–shell anoparticles // M. Ohashi, T. Sugawara, K. Kawasaki // Japanese Journal of Applied Physics. – 2014. – Vol. 53. – 02BD09. – P.4.
10. Pradhan B.K. CVD synthesis of single wall carbon nanotubes / B.K. Pradhan, A R. Harutyunyan, U. J. Ki // Fuel Chemistry Division Preprints. – 2002. – Vol. 47(2). – P. 431–433.
11. Skichko E.A. Experimental study of kinetic regularities of carbon nanotube, nanofiber synthesis via catalytic pyrolysis of gas mixtures of variable composition. / E.A. Skichko, D.A. Lomakin D.A., Y.V. Gavrilov, E.M. Koltsova // Technical Sciences Fundamental Research. – 2012. – № 3. – P. 414–418.
12. Wang G. Preparation and evaluation of molybdenum modified Fe/MgO catalysts for the production of single-walled carbon nanotubes and hydrogen-rich gas by ethanol decomposition / G. Wang, J. Wang, H. Wang // Journal of Environmental Chemical Engineering. – 2014. – Vol.2. – P. 1588–1559.