Презентация report

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) КАФЕДРА: Общей химии и экологии Симунин Михаил Максимович Разработка лабораторной технологии получения и исследования наноструктурированного углерода Работа на соискание степени бакалавра по направлению 210100 «Электроника и микроэлектроника» Научный руководитель: кандидат химических наук, доцент Суханова Л. С. Москва, 2005 УНЦ Зондовой микроскопии и нанотехнологии Симунин М. М.

Симунин М. М. Цели работы: 1. Создание лабораторной технологии получения наноструктурированного углерода. 2. Выбор оптимальной рабочей точки. 3. Формулировка требований к технологическому процессу и определение критических параметров. 4. Изучение процесса термоокислительной очистки получаемых нановолокон. Наностуктурированный углерод – это любая термодинамически устойчивая углеродная структура, состоящая из таких наноразмерных частиц углерода, каждая из которых, повторяет свойства данной структуры. УНЦ Зондовой микроскопии и нанотехнологии

Симунин М. М. Вид установки по получению наноструктурированного углерода 1 — вакуумный насос; 2 -основание печи; 3 — верхняя часть печи; 4 — рабочий столик; 5 — электронный блок; 6 -вакууметр; 7 — источник парогазовой смеси; 8 — водяная баня ; 1 6 4 3 5 7 82 УНЦ Зондовой микроскопии и нанотехнологии

Симунин М. М. Устройство реакционной камеры. 1 – натекатель; 2 – нагревательная спираль; 3 – термопара; 4 – рабочий столик; 5 – образец; 6 – канал к насосу; 7 – теплоотвод. УНЦ Зондовой микроскопии и нанотехнологии

Симунин М. М. УНЦ Зондовой микроскопии и нанотехнологии Требования к режимам работы при производстве наноструктурированного углерода 1. Температура процесса > 404°С 2. Давление в камере при отжиге ≤ 21 к. Па 3. Катализатор: — должен иметь максимально развитую поверхность; — не пассивироваться в диапазоне технологических условий; — энергия смешения с углеродом: 0< ω <2 k. T ; — хорошая адсорбция к углероду.

Симунин М. М. Методы подготовки катализатора 1 мм 1. Подложка из нержавеющей стали предварительно окисленная в KMn. O 4. Предположительно представляет собой Fe 3 О 4 c Fe включениями и Fe остовом. АСМ-изображение нановолокон (D~250 нм)Фотография образца полученного из этанола при 600 ° С и давлении 1 к. Па УНЦ Зондовой микроскопии и нанотехнологии

Симунин М. М. Методы подготовки катализатора 1 мм 2. Никелевые частицы с диаметром ~50 нм высаженные из 2 М раствора Ni. Cl 2 на подложку из нержавеющей стали. АСМ-изображение никелевых частиц АСМ-изображение нановолокна ( D = 6 0 нм)УНЦ Зондовой микроскопии и нанотехнологии

Симунин М. М. Методы подготовки катализатора 100 мкм 3. Золь-гель – Поликоровая подложка с нанесенным на нее раствором [ Ni ( NH 3 ) 6 ] Cl 2 в этаноле. АСМ-изображение нановолокна ( D= 7 нм)сечение Микрофотография полученного образца УНЦ Зондовой микроскопии и нанотехнологии

Симунин М. М. Тип катализатора Т=550 ° С Т=600 ° С Т=650 ° С Т=700 ° С Т=750 ° С 1 нет роста 250 – 300 нм 150 – 250 нм 100 – 200 нм 50 – 100 нм 2 нет роста ~50 нм 3 20 – 30 нм. Технологические параметры синтеза 1. Зависимость давления (Р) в камере от температуры (Т) водяной бани. Р = Т — 49 (Р — к. Па Т -°С) 2. Зависимость толщины углеродных нановолокон от параметров рабочей точки. УНЦ Зондовой микроскопии и нанотехнологии

Симунин М. М. Очистка и истончение нановолокон Исходный образец После отжига при Т = 500 ° С 10 мин. УНЦ Зондовой микроскопии и нанотехнологии

Симунин М. М. Выводы 1. Сформулированы требования к технологическому процессу получения наноструктурированного углерода. 2. Найдены технологические параметры рабочих точек процесса. 3. Сформулирована модель прохождения процесса в данной установке с вышеуказанными технологическими параметрами. 4. Показана возможность истончения и очистки получаемых образцов. Таким образом, для демонстрации роста углеродных нановолокон и свойств самих волокон, незаменимой является поверхность нержавеющей стали с рабочей точкой Т=700 -750° C р=1 к. Па. Для получения тонких и чистых образцов незаменимым является золь-гель катализатор с рабочей точкой Т=600° C р=1 к. Па. УНЦ Зондовой микроскопии и нанотехнологии