A Fundamental Limitation of Small Diameter Single-Walled Carbon Nanotube Synthesis-A Scaling Rule of the Carbon Nanotube Yield with Catalyst Volume.
A Fundamental Limitation of Small Diameter Single-Walled Carbon Nanotube Synthesis-A Scaling Rule of the Carbon Nanotube Yield with Catalyst Volume.
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DOI：
10.3390/ma6072633
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发表时间：
2013-07-02
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Hata K
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sakurai S;Inaguma M;Futaba DN;Yumura M;Hata K
了解单壁碳纳米管(SWCNT)生长的基本机理和限制过程，将有助于实现对SWCNT结构参数的进一步控制。在这篇文章中，我们研究了一系列连续的单壁碳纳米管森林的生长动力学，并揭示了一个额外的基本生长限制过程，其中单个单壁碳纳米管的质量由单独的催化剂体积决定。计算出每个铁原子的碳原子转化为碳纳米管的速率为每秒2×102个原子。这一限速过程提供了一个重要的理解，即更大直径的单壁碳纳米管在哪里生长得更快，从而更适合大规模生产。
Understanding the fundamental mechanisms and limiting processes of the growth of single-walled carbon nanotube (SWCNT) would serve as a guide to achieve further control on structural parameters of SWCNT. In this paper, we have studied the growth kinetics of a series of SWCNT forests continuously spanning a wide range of diameters (1.9–3.2 nm), and have revealed an additional fundamental growth limiting process where the mass of the individual SWCNT is determined by the individual catalyst volume. Calculation of the conversion rate of carbon atoms into CNTs per Fe atom is 2 × 102 atoms per second. This rate limiting process provides an important understanding where the larger diameter SWCNT would grow faster, and thus be more suited for mass production.
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