Термокаталитический пиролиз молекул СО. Структура и сорбционные характеристики углеродного наноматериала

Анотація

Путем диссоциации молекул СО на железоникелевом катализаторе при температуре 400–550 °С получен углеродный наноконденсат, содержащий многостенные углеродные нанотрубки. Методом рентгеновской дифракции показано, что полученный конденсат содержит две фазы разной плотности и степени упорядоченности. Повышение температуры синтеза приводит к увеличению плотности и уменьшению различия фаз, что связано с ростом бездефектности углеродных слоев и их количества в многостенных углеродных нанотрубках. Проведенные в температурном интервале 7–120 К исследования кинетики сорбции и после-дующей десорбции водорода синтезированными образцами показали, что при понижении температуры от 120 до 65 К для всех исследованных образцов наблюдалось увеличение времен сорбции Н₂, что характерно для термически активированной диффузии. При температуре ниже 65 К характеристические времена сорбции водорода слабо зависели от температуры, что может быть объяснено преобладанием туннельного механизма диффузии над термоактивационным. В температурном интервале 7–20 К наблюдались особенности температурной зависимости характеристических времен, повидимому, связанные с образованием монослоя молекул Н₂ на внутренней поверхности полостей нанотрубок. Зависимость энергии активации диффузии водорода от температуры синтеза образцов хорошо коррелирует с данными, полученными методом рентгеновской спектроскопии: наблюдается возрастание энергии активации по мере увеличения относительного количества высокоупорядоченной углеродной фазы.