Growth of carbon nanotubes inside porous anodic alumina membranes: Simulation and experiment : научное издание

Ryzhkov Ilya I.; Kharchenko Ivan A.; Mikhlina Elena; Minakov Andrey; Guzei Dmitry; Nemtsev Ivan; Volochaev Mikhail N.; Korobko Anna; Simunin Mikhail M.

Дополнительные ссылки: eLibrary · Scopus · WOS

База данных: Каталог библиотеки СФУ

Библиографическое описание: Growth of carbon nanotubes inside porous anodic alumina membranes: Simulation and experiment : научное издание / I. I. Ryzhkov [et al.]. - Текст : непосредственный // International Journal of Heat and Mass Transfer = International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2021. - Т. 176, № . - P. 121414. - Cited Reference Count: 57. - This work is supported by the Russian Foundation for Basic Research, Project 18-29-19078. The physicochemical analysis of materials was carried out in Krasnoyarsk Regional Center of Research Equipment of Federal Research Center 'Krasnoyarsk Science Center SB RAS'., Russian Foundation for Basic ResearchRussian Foundation for Basic Research (RFBR) [18-29-19078]. - ISSN 0017-9310. - ISSN 1879-2189, DOI 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121414.

Аннотация: Porous anodic alumina (PAA) membranes represent a widely used and extensively studied template for production of carbon nanotubes (CNT). The PAA–CNT membranes possess a number of unique properties, such as controllable nanotube geometry, size– and chemically–based selectivity as well as high water permeability. In this work, we first propose a combination of gas phase and surface reaction models to quantitatively describe the growth of carbon nanotubes in PAA membranes in a commercial CVD reactor. A complimentary experimental study of CNT formation from ethanol precursor with argon as a carrier gas is performed. A new method for characterizing carbon nanotubes geometry by SEM and TEM image processing of membrane cross–sections is proposed. The simulations show that the carbon growth rate (in nm/min) averaged over the membrane remains constant during the deposition process until the pore diameter becomes relatively small, and rapidly falls to zero after that. The carbon nanotube thickness near the membrane surface is slightly higher than that in the membrane center. The carbon growth rate increases with synthesis temperature and pressure, while it decreases with the argon flow rate. The dependence of carbon growth rate on the ethanol/water flow rate reaches maximum at some intermediate value. These results are supported by the experimental data obtained from SEM/TEM image processing. It is found that the SEM data provide overestimated values of nanotube diameter and thickness in comparison with the TEM data. The obtained results provide new insights into the CNT growth kinetics in nanoporous media, and develop quantitative guidelines for synthesis of CNT–PAA membranes with precisely controlled nanopore geometry. It also validates the combined homogenous / heterogeneous reaction model by comparison with carbon deposition kinetics on a nanometer scale.

Год издания: 2021

Авторы: Ryzhkov Ilya I. , Kharchenko Ivan A. , Mikhlina Elena , Minakov Andrey , Guzei Dmitry , Nemtsev Ivan , Volochaev Mikhail N. , Korobko Anna , Simunin Mikhail M.

Издательство: Elsevier Science Publishing Company, Inc.

Источник: International Journal of Heat and Mass Transfer

Выпуск: Т. 176

Номера страниц: 121414

Держатель оригинала документа: Federal Research Center KSC SB RAS,Akademgorodok 50–38, Institute of Computational Modelling SB RAS Akademgorodok 50–44, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Siberian Federal University

Количество экземпляров:

Твёрдая копия издания отсутствует в фонде библиотеки

Показать дополнительные сведения

Features of carbon layers synthesis on the porous anodic alumina : доклад, тезисы доклада, статья из сборника…

Simunin M.M.
2020 год

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И РАСЧЕТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОСАЖДЕНИЯ УГЛЕРОДА В МЕМБРАНАХ ПОРИСТОГО АНОДНОГО… : доклад, тезисы доклада

Харченко И. А. и др.
2020 год

Modelling of ethanol pyrolysis in a commercial CVD reactor for growing carbon layers on alumina… : статья из журнала

Minakov Andrey V. и др.
2019 год

Structures based on graphitized nanotubulenes with a common electrode in a matrix of porous… : статья из журнала

Simunin M.M. и др.
2015 год

Формирование кластеров никеля для роста углеродных нанотрубок : научное издание

Егоркин Владимир Ильич и др.
2013 год

УПРАВЛЯЕМЫЙ ПЕРЕНОС ИОНОВ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ МЕМБРАНАХ С ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ : доклад, тезисы доклада

Рыжков И. И. и др.
2020 год

On the interaction of water droplet with a shock wave: Experiment and numerical simulation : научное издание

Poplavski S.V. и др.
2020 год

ПОЛУЧЕНИЕ УГЛЕРОДНЫХ ПЛЕНОК НА САПФИРЕ С ПОМОЩЬЮ ХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ И ИХ… : доклад, тезисы доклада

Харченко И. А. и др.
2021 год

Experimental study and molecular dynamics simulation of carbon nanotubes diffusion : доклад, тезисы доклада, статья…

Belkin A.A. и др.
2021 год

Preparation, characterization, and viscosity studding the single-walled carbon nanotube nanofluids : научное издание

Rudyak V.Ya и др.
2021 год

Modelling of Conductive Nanoporous Membranes with Switchable Ionic Selectivity : научное издание

Ryzhkov I.I. и др.
2020 год

Изучение строения пористых углеродных материалов, полученных пиролизом микрокристаллической… : статья из журнала

КУЗНЕЦОВ БОРИС НИКОЛАЕВИЧ и др.
2015 год

Growth Simulation and Structure Analysis of Obliquely Deposited Thin Films : статья из журнала

Belyaev B.A. и др.
2016 год

A Computational Study of Cuttings Transport in a Horizontal Well with an Oil-Based Drilling Fluid… : научное издание

Zhigarev V.A. и др.
2024 год

Coupled thermal analysis of carbon layers deposited on alumina nanofibres : статья из журнала

Solodovnichenko Vera S. и др.
2019 год

ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ГРАФИТИЗИРОВАННЫХ НАНОТУБУЛЕНОВ В СЛОЕ ПОРИСТОГО АНОДНОГО ОКСИДА АЛЮМИНИЯ : статья из журнала

Хартов С.В. и др.
2013 год

Библиотечно-издательский комплекс СФУ

Growth of carbon nanotubes inside porous anodic alumina membranes: Simulation and experiment : научное издание
статья из журнала

Похожие публикации