単層カーボンナノチューブ(SWCNT)の合成には、化学気 相成長法(CVD)が主に用いられている。
CVDは、カーボンナノチューブ(CNT)の商業的生産に最も開発され、一般的に採用されている手法である。
CVD法は、ナノチューブの直径、長さ、形態を制御する上で、より柔軟性がある。
単層カーボンナノチューブ合成の5つのポイント
1.化学気相成長法(CVD)が主流
CVDは、触媒の存在下、炭化水素または炭素含有ガス前駆体の熱分解を伴う。
このプロセスでは、高い費用対効果と環境への影響の抑制を達成するために、気相転位と触媒析出が必要となる。
2.大規模合成のための触媒CVD (CCVD)
触媒CVD(CCVD)は、構造制御が可能で費用対効果が高いため、純粋なCNTの大規模合成に特に有利である。
3.CVDにおける重要な操作パラメーター
カーボンナノチューブの合成を成功させるには、CVDプロセスにおける操作パラメータの選択が極めて重要である。
温度、炭素源濃度、滞留時間などの因子は、ナノチューブの生産性と品質を決定する上で重要な役割を果たす。
これらのパラメーターを最適化することは、所望の特性を達成し、エネルギー消費と材料所要量を削減するために不可欠である。
4.他の合成技術との比較
CVD は、SWCNT 合成の主流であるが、レーザーアブレーション やアーク放電などの他の手法も過去に用いられてきた。
しかし、CVD が最も効果的で、商業生産に広く採用されていることが証明されている。
5.SWCNTs を超える CVD の多様性
CVD は SWCNTs の合成に限らず、フラーレン、カーボンナノファイ バー(CNF)、グラフェン、炭化物由来炭素(CDC)、カーボ ンナノイオン(CNO)、MX エンなど、他のカーボンナ ノマテリアルの製造にも利用できることは注目に値する。
しかし、SWCNT 合成の観点からは、CVD がその汎用性と拡張性から選択される方法です。
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