Углеродные нановолокна и нанотрубки: каталитический синтез, строение, свойства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат химических наук Володин, Алексей Александрович

• Володин, Алексей Александрович
• кандидат химических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат химических наук Володин, Алексей Александрович

1 Введение. 2 Литературный обзор.

2.1 История открытия нитевидного углерода.

2.2 Структура нитевидного углерода.

2.3 Образование и рост углеродных наноструктур.

2.4 Модели роста углеродных наноструктур.

2.5 Условия каталитического синтеза углеродных наноструктур. 2.5.1 Химическая природа катализаторов.

2.5.2 Размер каталитических частиц.

2.5.3 Использование носителей катализаторов и подложек.

2.5.4 Методы приготовления катализаторов.

2.5.5 Углеродсодержащие вещества для каталитического пиролиза.

2.6 Методы исследования структуры углеродных отложений.

2.7 Свойства и перспективы применения углеродных наноструктур.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Углеродные нановолокна и нанотрубки: каталитический синтез, строение, свойства»

Актуальность исследования

Углеродные наноструктуры (УНС) обладают целым рядом уникальных свойств, которые позволяют использовать их в различных областях науки и техники. Поэтому исследования физико-химических свойств углеродных нанотрубок (УНТ) и нановолокон (УНВ), а также связанные с этим прикладные разработки проводятся во многих странах мира. Интерес к этим работам обусловлен, с одной стороны, необычными физико-химическими свойствами УНС, благодаря которым они являются привлекательным объектом фундаментальной науки, а с другой стороны -широкими перспективами прикладного использования. Разработка эффективных технологий получения углеродных наноструктур открывает широкие возможности их применения в водородной энергетике - для создания водород-аккумулирующих материалов и электродов топливных элементов, в катализе - в качестве носителей катализаторов, в молекулярной электронике - для создания одномерных проводников, наноразмерных транзисторов, холодных эмиттеров электронов и суперконденсаторов, в технике-в качестве добавок к полимерным и неорганическим композитам для повышения механической прочности, электропроводности и термостойкости.

Для реализации фундаментальных исследований и практических разработок, использующих УНС, требуется селективный синтез нанотрубок и нановолокон с желаемой структурой и свойствами в достаточно больших масштабах. Одним из наиболее перспективных методов синтеза УНС является каталитический пиролиз различных углеродсодержащих соединений. Данный метод позволяет получать углеродные нанотрубки и нановолокна в больших количествах, а также дает возможность вести направленный синтез УНС на катализаторах, регулярно нанесенных на различные подложки.

Анализ литературных данных показывает, что на строение и свойства образующихся при каталитическом синтезе УНС существенное влияние оказывают химическая природа и размер частиц активного компонента катализатора, способы его закрепления на различных носителях (подложках), химическая природа и пористость носителя, давление, температура пиролиза, состав исходной газовой смеси, а также продолжительность процесса. Использование в качестве катализаторов бинарных смесей металлов, металлических композитов или интерметаллических соединений, а также введение в состав катализатора различных добавок (промоторов) в ряде случаев повышают эффективность процессов образования и роста УНС.

Поэтому изучение влияния различных параметров каталитического синтеза УНС на их строение и свойства служит основой для решения задачи направленного синтеза углеродных наноструктур с заданной структурой и свойствами.

Цель диссертационной работы

• Установление взаимосвязи между параметрами синтеза и структурой образующихся углеродных нановолокон и нанотрубок.

• Разработка методик направленного синтеза углеродных наноструктур разных типов.

• Исследование свойств синтезированных углеродных наноструктур и композитов на их основе.

Научная новизна работы

1. Впервые в качестве прокатализаторов синтеза УНС были использованы гидриды интерметаллических соединений LaNi2Hx, LaNi3Hx, LaNi5Hx и Mg2NiHx. Показано, что они являются эффективными прокатализаторами синтеза УНС.

2. Выявлено влияние температуры пиролиза, содержания водорода в газовой смеси, состава и размера частиц катализатора на строение и свойства образующихся УНС.

3. Определены условия каталитического пиролиза этилена и метана, при которых преимущественно образуются различные по структуре углеродные нановолокна - плоскопараллельные ("стопка"), конические ("елка" и "рыбий хребет") и "бамбукообразные", а также углеродные нанотрубки с разными диаметрами.

4. Впервые был проведен синтез УНВ с "бамбукообразной" структурой пиролизом метана на серосодержащем Fe - Мо-катализаторе, полученном из карбонил-халькогенидного комплекса (^C5H5)2MoFe2(H3-S)2(H3-CO)2(CO)6.

5. Определены условия образования тонких углеродных нанотрубок (~5 нм) на кластерах Fe - Mo с размерами 5-20 нм, полученных методом ВЧ-диодного распыления с использованием фотолитографии.

Научно-практическая значимость работы

1. Разработанные методики синтеза УНС различных типов пиролизом этилена и метана на порошках биметаллических катализаторов позволяют получать нужные типы УНС в необходимых количествах.

2. Предложенные методики синтеза УНС на нанесенных на различные подложки металлических катализаторах позволяют целенаправленно выращивать УНС требуемых типов.

3. Полученные водород-аккумулирующие композиты на основе УНВ и MgH2 перспективны для хранения водорода в связанном состоянии.

4. Разработанные композиты из УНВ с нанесенными кластерами платины перспективны в качестве электрокатализаторов для водородно-воздушного топливного элемента.

Личный вклад автора

Автором работы была создана установка пиролитического синтеза УНС, предложены оригинальные прокатализаторы, определена корреляция между параметрами каталитического синтеза и структурой образующихся углеродных нановолокон и нанотрубок, разработаны методики направленного синтеза углеродных наноструктур разных типов. Нанесение катализаторов методом ВЧ-диодного распыления с использованием фотолитографии было выполнено совместно с Ю.А. Касумовым (ИПТМ РАН). Электронно-микроскопические исследования проведены в ИПТМ РАН (И.И. Ходос) и в ИПХФ РАН (В.И. Торбов). Разработка металл-углеродных композитов MgH2-YHB и исследование их водородсорбирующих характеристик были выполнены совместно с Р.В. Лукашевым. Нанесение Pt на УНВ и исследования вольтамперных характеристик полученных электрокатализаторов были выполнены совместно с Е.В. Герасимовой.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты экспериментального исследования влияния различных параметров каталитического пиролиза на строение и свойства образующихся углеродных нановолокон и нанотрубок.

2. Разработанные методики направленного синтеза, позволяющие получать углеродные нановолокна и нанотрубки разных типов в широком диапазоне условий синтеза.

3. Обнаруженное влияние серы в составе Fe - Мо-катализатора, полученного осаждением из насыщенного раствора халькогенидного комплекса (77-C5H5)2MoFe2(|i3-S)2(|i3-CO)2(CO)6, на структуру образующихся углеродных нановолокон.

4. Функциональные характеристики разработанных водород-аккумулирующих композитов MgH2-YHB и электрокатализаторов Pt/УНВ.

Апробация работы

Результаты проведенных исследований были представлены в виде устных и стендовых докладов на Международных конференциях, симпозиумах и семинарах: "Водородное материаловедение и химия углеродных наноматериалов" (Судак, Украина, 2003; Севастополь, Украина, 2005); "Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология" (Москва, МГУ, 2003, 2004, 2006); "Фуллерены и фуллереноподобные структуры в конденсированных средах" (Минск, Беларусь, 2004, 2006); "Электронная микроскопия" (Черноголовка, 2004); "Nanostructured Materials" (Wiesbaden, Germany, 2004); "Фуллерены и атомные кластеры" (Санкт-Петербург, 2005); "Hydrogen Technologies for Energy Production" (Москва, 2006); "Alternative energy and ecology " (Волга, 2006); и на Конкурсе молодых ученых им. С.М. Батурина (Черноголовка, ИПХФ РАН, 2004, 2006).

Основные публикации по теме диссертационной работы:

1. Володин А.А., Фурсиков П.В., Тарасов Б.П. Синтез углеродных наноструктур пиролизом С2Н4 на порошках LaNi5. // Альтернативная энергетика и экология, 2002, № 6, с. 34 - 37.

2. Тарасов Б.П., Володин А.А., Фурсиков П.В., Ходос И.И., Касумов Ю.А., Волков В.Т., Касумов А.Ю. Выращивание углеродных наноструктур на частицах Со, нанесенных на Si02/Si3N4. // Сборник научных трудов. - Минск: ИТМО им. А.В. Лыкова НАН Беларуси, 2005, с. 150- 155.

3. Володин А.А., Фурсиков П.В., Касумов Ю.А., Ходос И.И., Тарасов Б.П. Синтез углеродных нановолокон каталитическим пиролизом этилена и метана на гидридах интерметаллических соединений лантана с никелем. // Известия АН. Серия химическая, 2005, № 10, с. 2210-2214.

Фурсиков П.В., Володин А.А., Касумов Ю.А., Шульга Ю.М., Шувалова Н.И., Ефимов О.Н., Пасынский А.А., Тарасов Б.П. Пиролитический синтез бамбукообразных углеродных нановолокон на серосодержащем Fe-Мо-катализаторе. // Углеродные наноструктуры: Сборник научных трудов. - Минск: ИТМО им. А.В. Лыкова НАН Беларуси, 2006, с. 292 - 298.

Володин А.А., Фурсиков П.В., Касумов Ю.А., Ходос И.И., Тарасов Б.П. Корреляция между параметрами каталитического синтеза и структурой образующихся углеродных наноматериалов. // Углеродные наноструктуры: Сборник научных трудов. - Минск: ИТМО им. А.В. Лыкова НАН Беларуси, 2006, с. 299 - 305.

Герасимова Е.В., Володин А.А., Куюнко Н.С., Кущ С.Д., Архангельский И.В., Добровольский Ю.А., Тарасов Б.П. Платинированные углеродные наноструктуры в качестве электрокатализатора для топливных элементов. // Альтернативная энергетика и экология, 2006, № 6, с. 87 - 88.

Володин А.А., Фурсиков П.В., Касумов Ю.А., Ходос И.И., Тарасов Б.П. Синтез углеродных наноструктур на Fe-Mo катализаторах, закрепленных на модифицированном 8Ю2-носителе. // Известия АН. Серия химическая, 2006, № 8, с. 1372 - 1376.

Tarasov В.Р., Muradyan V.E., Kuyunko N.S., Volodin A.A., Fursikov P.V., Fokin V.N, Rumynskaya Z.A, Shul'ga Yu.M, Efimov O.N. New catalytic systems for the synthesis of carbon nanostructures. // 6th Biennial International Workshop "Fullerenes and Atomic Clusters" (IWFAC'2003) (St.-Petersburg, Russia; June 30 - July 4, 2003): Abstracts of Invited Lectures & Contributed Papers, 2003, p. 63.

Тарасов Б.П, Фокин B.H, Мурадян В.Е, Фурсиков П.В, Володин А.А, Ефимов О.Н. Синтез углеродных наноструктур с использованием гидридов интерметаллических соединений. // Альтернативная энергетика и экология, 2003, с. 134 - 135.

10. Volodin A.A., Fursikov P.V., Ivanov A.V., Schur D.V., Tarasov B.P.

Synthesis of carbon nanostructures by ethylene pyrolysis over LaNi5 powders. // VIII Int. Conf. "Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials" (ICHMS'2003) (Sudak, Crimea, Ukraine; September 14-20,2003): Abstracts, 2003, p. 474 - 475.

11. Тарасов Б.П., Фокин B.H., Мурадян B.E., Бубнов В.П., Кареев И.Е.,

Володин А.А., Фурсиков П.В., Жогова К.Б., Щур Д.В. Синтез углеродных наноструктур с использованием гидридов металлов и интерметаллических соединений. // 2-ая Межд. конф. "Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология" (Москва, 15-17 октября 2003 г.): Тезисы докладов, 2003, с. 209.

12. Тарасов Б.П., Володин А.А., Фурсиков П.В., Ефимов О.Н., Касумов Ю.А., Ходос И.И., Волков В.Т., Касумов А.Ю. Синтез углеродных наноструктур на островковых пленках кобальта. // III Межд. симпозиум "Фуллерены и фуллереноподобные структуры в конденсированных средах" (г. Минск, Беларусь; 22-25 июня 2004 г.): Сборник материалов, 2004, с. 15-16.

13. Володин А.А., Тарасов А.Б., Фурсиков П.В., Тарасов Б.П.

Пиролитический синтез углеродных нановолокон на LaNi5Hx и LaNi3Hx. // III Межд. симпозиум "Фуллерены и фуллереноподобные структуры в конденсированных средах" (г. Минск, Беларусь; 22-25 июня 2004 г.): Сборник материалов, 2004, с. 116-117. Ч

14. Володин А.А., Фурсиков П.В., Тарасов А.Б., Торбов В.И., Тарасов Б.П. Каталитический синтез углеродных нановолокон. // Третья Межд. конф. "Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология" (Москва, 13-15 октября 2004 г.): Материалы конференции, 2004, с. 74.

15. Новакова А.А., Ильина Ю.В., Степанов Е.И., Володин А.А., Тарасов Б.П. Исследование структурных изменений в частицах металла-катализатора в процессе пиролизного синтеза нановолокон. // Третья Межд. конф. "Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология" (Москва, 13-15 октября 2004 г.): Материалы конференции, 2004, с. 177.

16. Фурсиков П.В., Володин А.А., Тарасов Б.П., Ходос И.И., Касумов Ю.А., Волков В.Т., Касумов А.Ю. Выращивание углеродных наноструктур на частицах Со, нанесенных на Si02/Si3N4- // Третья Межд. конф. "Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология" (Москва, 13-15 октября 2004 г.): Материалы конференции, 2004, с. 221.

17. Khodos I.I., Tarasov В.Р., Kasumov Yu.A., Volkov V.T., Kasumov A.Yu., Volodin A.A., Fursikov P.V., Efimov O.N., Popov V.A. Growth of carbon nanotubes on catalytic nanoparticles. // 7th Int. Conf. on Nanostructured Materials (NANO 2004) (Wiesbaden, Germany; June 20 -24, 2004): Proceedings, 2004, p. 56.

18. Касумов Ю.А., Ходос И.И., Волков B.T., Касумов А.Ю., Тарасов Б.П., Володин А.А., Фурсиков П.В., Ефимов О.Н. Применение электронной литографии и микроскопии для выращивания и исследования углеродных нанотрубок. // XX Российская конф. по электронной микроскопии (Черноголовка, Россия; 2004): Тезисы докладов, 2004, с. 6.

19. Volodin А.А., Fursikov P.V., Tarasov В.Р. Synthesis of carbon nanofibers by ethylene pyrolysis over Mg2Ni. // IX Int. Conf. "Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials" (ICHMS'2005) (Sevastopol, Ukraine; September 5-11, 2005): Abstracts, 2005, p. 368 — 369.

20. Fursikov P.V., Volodin A.A., Khodos I.I., Kasumov Yu.A., Tarasov B.P. Carbon nanotube synthesis by pyrolysis of CH4 over Si02/Si3N4/Fe/Mo catalyst. // IX Int. Conf. "Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials" (ICHMS'2005) (Sevastopol, Ukraine; September 5-11,2005): Abstracts, 2005, p. 406 - 407.

21. Kuyunko N.S., Kushch S.D., Muradyan V.E, Volodin A.A., Torbov V.I., Tarasov B.P. Pt nanoclusters on carbon nanomaterials for hydrogen fuel cells. // IX Int. Conf. "Hydrogen Materials Science and Chemistry of

Carbon Nanomaterials" (ICHMS'2005) (Sevastopol, Ukraine; September 5-11, 2005): Abstracts, 2005, p. 990 - 991.

22. Volodin A.A., Fursikov P.V., Tarasov B.P., Efimov O.N., Shul'ga Yu.M., Shuvalova N.I., Kasumov Yu.A., Pasynsky A.A., Moravsky A.P. Synthesis of bamboo-like nanofibers on Si/TiNx supported Fe-Mo catalyst. // 7th Biennial Int. Workshop in Russia "Fullerenes and Atomic

Clusters" (IWFAC'2005) (St.-Petersburg, Russia; June 27 - July 1, 2005): Book of Abstracts, 2005, p. 317.

23. Герасимова E.B., Володин А. А., Куюнко H.C., Кущ С. Д., Архангельский И.В., Добровольский Ю.А., Тарасов Б.П. Получение платинированных углеродных наноструктур - потенциальных электрокатализаторов для топливных элементов. // Межд. форум "Водородные технологии для производства энергии" (Москва, 6-10 февраля 2006 г.): Тезисы докладов, 2006, с. 143 - 145.

24. Герасимова Е.В., Моргун С.А., Володин А.А., Цзинь Ч., Тарасов А.Б., Куюнко Н.С., Кущ С.Д., Добровольский Ю.А., Тарасов Б.П. Новые электрокатализаторы для водородно-воздушных топливных элементов на основе углеродных волокон с нанесенными наноразмерными кластерами платины. // 8-е Межд. Совещание "Фундаментальные проблемы ионики твердого тела" (Черноголовка, Россия; 13-16 июня 2006 г.): Труды Совещания, 2006, с. 367 - 368.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Заключение диссертации по теме «Физическая химия», Володин, Алексей Александрович

выводы

1. Впервые в качестве эффективных прокатализаторов синтеза углеродных нановолокон и нанотрубок предложены и исследованы гидриды интерметаллических соединений LaNinHx и Mg2NiHx.

2. Изучено влияние температуры пиролиза углеводородов на структуру и выход углеродных нановолокон и нанотрубок. Показано, что выход нановолокон с диаметром 100 - 200 нм максимален при 500 - 550°С. i Повышение температуры приводит к образованию более тонких углеродных нановолокон и нанотрубок, но при этом их выход снижается.

3. Исследовано влияние содержания водорода в исходной газовой смеси на выход углеродных наноструктур. Установлено, что введение водорода в газовую смесь сначала увеличивает выход продуктов пиролиза, а затем снижает. Максимальный выход нановолокон - при содержании водорода 50 об. %.

4. Показано, что биметаллические частицы Fe-Mo, полученные из комплекса (77-C5H5)2MoFe2(|j,3-S)2(|i3-CO)2(CO)6, являются эффективным катализатором синтеза углеродных наноструктур. Частицы размером 20-50нм способствуют росту наноструктур с таким же диаметром, а присутствие серы приводит к образованию нановолокон "бамбукообразного" типа.

5. Установлено, что островковые пленки Fe-Mo размером 3 - 5 нм являются катализатором роста одностенных нанотрубок. Отжиг при I

800°С приводит к агломерации металлических частиц и способствует росту многостенных нанотрубок диаметром 10-20нм. Увеличение температуры и содержания водорода благоприятствует образованию нанотрубок диаметром 5 нм.

6. Определены условия, при которых образуются углеродные нановолокна диаметром 100-200нм типа "стопка" и типа "елка" (температура 500°С, соотношение исходной газовой смеси С2Н4: Н2: Аг =1.6:3:1), нановолокна диаметром 20-40 нм типа "рыбий хребет" (700°С, С2Н4: Н2: Аг = 1.6 : 3 : 1), нановолокна типа "бамбук" (катализатор Mo-Fe-S, 900°С, СН4: Н2 = 5 : 3), многостенные нанотрубки диаметром 10-20нм (Fe-Mo, 800°С, СН4:Н2 = 5:1), нанотрубки диаметром 3 - 5 нм (Fe-Mo, 900°С, СН4: Н2 = 5 : 3).

7. Показано, что активированные механохимической обработкой композиты YHB-MgH2 являются перспективными материалами для хранения водорода в связанном состоянии.

8. Показано, что нанесенные на углеродные нановолокна кластеры платины являются эффективными электрокатализаторами для водородно-воздушных топливных элементов.

Заключение

Анализ литературных данных и результаты проведенных экспериментов показали, что каталитический пиролиз углеродсодержащих соединений является перспективным методом синтеза углеродных наноструктур, позволяющим вести направленный синтез УНС на катализаторах, регулярно нанесенных на различные подложки.

Наиболее эффективными катализаторами синтеза УНС каталитическим пиролизом являются металлы подгруппы железа, также эффективно использование в качестве катализаторов (прокатализаторов) различных смесей металлов, металлических композиций и интерметаллидов. Одними из перспективных интерметаллидов, используемых в синтезе УНС, являются гидриды интерметаллических соединений лантана или магния с никелем. Данные соединения позволяют проводить синтез в широком температурном интервале и получать углеродные нановолокна и нанотрубки разных типов и диаметров.

На строение и свойства образующихся углеродных нановолокон и нанотрубок существенное влияние оказывают размер частиц катализатора, температура пиролиза, состав исходной газовой смеси, а также продолжительность процесса. Так, при синтезе УНС на порошках индивидуальных металлов с размером частиц 1-10 мкм углеродных нановолокон образуется крайне мало. Это может быть связано с трудностью диффузии и кристаллизации углерода на поверхности частиц такого размера. Использование порошков большей дисперсности также неблаприятно в связи со спекаемостью частиц и сложностью доставки их в зону каталитического пиролиза. При синтезе УНС на порошках гидридов интерметаллических соединений LaNinHx и Mg2NiHx с размером частиц 1-10 мкм исходные гидриды интерметаллидов LaNinHx разрушаются с образованием фаз графита, LaC2 и металлического Ni, а при использовании Mg2NiHx - тройного карбида MgNi3C. Карбиды в данном случае являются своего рода носителями Ni-катализатора, в результате чего образующиеся частицы Ni равномерно распределены по поверхности карбидов, и размер этих частиц имеет нанометровый порядок. Пиролиз этилена с использованием LaNinHx при 500°С приводит к образованию преимущественно плоскопараллельных нановолокон типа "стопка" и коаксиально-конических волокон типа "елка". Диаметр этих волокон составляет в среднем 100 - 200 нм, а длина колеблется от 1 до 10 мкм. При 700°С образуются коаксиально-конические нановолокна типа "рыбий хребет". Их диаметр на порядок меньше и составляет 20 - 40 нм, а длина достигает нескольких микрон. При 750°С в значительном количестве образуются нановолокна, закрученные в виде пространственных спиралей. Пиролиз метана при 800°С приводит к образованию коаксиально-цилиндрических нанотрубок с диаметром 10-20нм. Добавление в систему водорода приводит к снижению в твердофазных продуктах каталитического пиролиза доли аморфного углерода, повышению доли продуктов, обладающих более графитизированной структурой, а также смещает максимум зависимости выхода сажи от температуры в сторону больших температур. Оптимальным содержанием водорода в газовой смеси является 50 об. %.

Для синтеза углеродных наноструктур на катализаторах, нанесенных на различные подложки, эффективно использовать Fe, модифицированное Мо, поскольку, согласно литературным данным, на железном катализаторе образуются наиболее тонкие нанотрубки, а добавка молибдена позволяет проводить синтез при более низких температурах. На структуру образующихся продуктов может также оказывать влияние добавки различных промоторов, например молекулярной серы. В данной работе впервые был использован в качестве прокатализатора железо-молибденовый комплекс (77-C5H5)2MoFe2(|i3-S)2(^3-CO)2(CO)6, содержащий серу. Было показано, что образующиеся частицы размером 20 - 50 нм способствуют росту УНС с таким же диаметром, а присутствие серы приводит к образованию нановолокон "бамбукообразного" типа.

На размеры каталитических частиц и, как следствие, диаметр образующихся нанотрубок существенное значение оказывает метод нанесения катализатора. Так методом ВЧ-диодного распыления удалось получить каталитические частицы размером 3-5 нм. Было установлено, что предварительное покрытие поверхности подложки слоем А1203 препятствует агломерации металлических частиц и способствует росту тонких нанотрубок. При 800°С и соотношении СН4: Н2 = 5 : 1 образовывались преимущественно многостенные нанотрубки с диаметром 10-20нм. Увеличение температуры до 900°С и повышение содержания водорода в исходной газовой смеси способствовало образованию более тонких нанотрубок с диаметром, не превышающим 5 нм. Дальнейшее увеличение температуры пиролиза приводило к образованию комбинированных наноструктур, состоящих из тонких трубок, покрытых снаружи слоем аморфного углерода.

На процесс роста углеродных нановолокон и нанотрубок также оказывает влияние химическая природа носителя. Так на Со/А1203 пиролизом смеси С2Н4: Н2 = 5 : 1 волокна образовывались уже при 500°С, в то время как на Co/Si02 наблюдался лишь аморфный углерод. Увеличение температуры пиролиза до 750°С и доли водорода в исходной газовой смеси (С2Н4: Н2 = 5 : 1) способствовало образованию углеродных нановолокон и на Co/Si02. Это может быть связано с взаимодействием между подложкой и каталитическими частицами. Оксид алюминия обладает высокой льюисовской кислотностью, благодаря чему он гораздо лучше взаимодействует с металлическими частицами, чем оксид кремния.

Углеродные нановолокна могут вполне успешно выступать в качестве модифицирующей добавки к MgH2 для увеличения скорости гидрирования и снижения температуры дегидрирования. Давление водорода, выделенного механохимически активированным композитом MgH2-yHB при термическом разложении при температурах 150, 250 и 335°С, выше, чем у MgH2 и механохимически активированного гидрида магния. Процесс гидрирования композитов MgH2-yHB после десорбции водорода протекал также более быстро, что указывает на улучшение водородсорбционных свойств MgH2 при модифицировании его углеродными нановолокнами.

Углеродные нановолокна могут быть использованы в составе каталитических слоев в водородно-воздушных топливных элементах в качестве носителей платинного катализатора. Использование углеродных нановолокон в этом качестве позволяет на порядок снизить расход платины, идущей на изготовление каталитического слоя, с 4 до 0.4 мг/см . При этом максимальная мощность МЭБ на основе Pt/УНВ-катализатора на аноде составляет 105 мВт/см , что близко к активности МЭБ на основе катализатора с платиновой чернью. Есть основания предполагать, что при оптимизации методов нанесения кластеров Pt на углеродные нановолокна полученные значения вольтамперных характеристик можно значительно увеличить.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Володин, Алексей Александрович, 2006 год

1. Радушкевич Л.В., Лукьянович В.М. О структуре углерода, образующегося при термическом разложении окиси углерода на железном контакте. // Журнал физической химии, 1952, 26(1), с. 88 -95.

2. Gibson J.A.E. Early nanotubes? // Nature, 1992, 359, p. 369.

3. Iijima S. High resolution electron microscopy of some carbo nacreous materials. // Journal of Microscopy, 1980, 119, p. 99 102.

4. Kratschmer W., Lamb Lowell D., Fostiropoulos K., Huffman Donald R. Solid C60: anew form of carbon. // Nature, 1990, 347. p. 354 358.

5. Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon. // Nature, 1991, 354, p. 56-58.

6. Seraphin S., Zhou D., Jiao J., Withers J.C., Loutfy R. Effect of processing conditions on the morphology and yield of carbon nanotubes. //Carbon, 1993, 31, p. 685 -689.

7. Iijima S., Ichichashi Т., Single-shall carbon nanotubes of 1-nm diameter. // Nature, 1993, 363, p. 603 605.

8. Bethune D.S., Kiang C.H., Vries M.S., Gorman G., Savoy R., Vazquez J., Beyers R. Cobalt-catlysed growth of carbon nanotubes with single-atomic-layer walls. // Nature, 1993, 363, p. 605 607.

9. Thess A., Lee R, Nikolaev P., Dai H.J., Petit P., Robert J., Xu C.H., Lee Y.H., Kim S.G., Rinzler A.G., Colbert D.T., Scuseria G.E., Tomanek D., Fischer J.E., Smalley R.E. Crystalline ropes of metallic carbon nanotubes. // Science, 1996,273, p. 483 487.

10. Hamada N., Sawada S., Oshiyama A. New one-dimensional conductors: Graphitic microtubules. // Physical Review Letters, 1992, 68(10), p. 1579- 1581.

11. Mintmire J.W., Dunlap B.I., White C.T. Are fullerene tubules metallic? // Physical Review Letters, 1992, 68(5), p. 631 634.

12. Ajayan P.M., Iijima S. Capillarity-induced oiling of carbon nanotubes. // Nature, 1993, 361, p. 333 334.

13. Dai H, Hafner J.H., Rinzler A.G., Colbert D.T., Smalley R.E. Nanotubes as nanoprobes in scanning probe microscopy. // Nature, 1996, 384, p. 147- 150.

14. Yacaman M.J., Yoshida M.M., Rendon L., Santiesteban J.G. Catalytic growth of carbon microtubules with fullerene structure. // Applied Physics Letters, 1993, 62, p. 657 659.

15. Ivanov V., Nagy J.B., Lambin P., Lukas A., Zhang X.B., Zhang X.F., Bernaerts D., Tendeloo G., Amelinckx S., Landuyt J. The study of carbon nanotubules produced by catalytic method. // Chemical Physics Letters, 1994,223, p. 329 335.

16. Ivanov V., Fonseca A., Nagy J.B., Lucas A., Lambin P., Bernaerts D., Zhang X.B. Catalytic production and puriocation of nanotubules having fullerene-scale diameters. // Carbon, 1995, 33, p. 1727 1738.

17. Dai H., Rinzler A.G., Nikolaev P., Thess A., Colbert D.T., Smalley R.E. Single-wall nanotubes produced by metal-catalyzed disproportionation of carbon monoxide. // Chemical Physics Letters, 1996, 260, p. 471 — 475.

18. Kong J., Soh H., Cassell A., Quate C.F., Dai H.J. Synthesis of individual singlewalled carbon nanotubes on patterned siliconwafers. // Nature,1998, 395, p. 878 -881.

19. Раков Э.Г. Методы получения углеродных нанотрубок. // Успехи химии, 2000, 69(1), с. 41 -59

20. Трефилов В.И., Щур Д.В., Тарасов Б.П., Шульга Ю.М., Черногоренко А.В., Пишук В.К., Загинайченко С.Ю. Фуллерены -основы материалов будущего. // АДЕФ Украина, Киев, 2001, 147с.

21. Харрис П., Углеродные нанотрубы и родственные структуры. Новые материалы XXI века. // Техносфера, Москва, 2003, 336с.

22. Елецкий А.В. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства. // Успехи физических наук, 2002, 172(4), с. 401 -438.

23. Дьячков П.Н. Углеродные нанотрубки: строение, свойства, применение. // БИНОМ, Москва, 2006, 293с.

24. Baker R.T.K., Harris P.S., Thomas R.B., Waite R.J. Formation of filamentous carbon from iron, cobalt and chromium catalyzed decomposition of acetylene. // Journal of Catalysis, 1973, 30, p. 86-95.

25. Чесноков B.B., Буянов P.A. Образование углеродных нитей при каталитическом разложении углеводородов на металлах подгруппы железа и их сплавах. // Успехи химии, 2000, 69(7), с. 675 692.

26. Holstein William L. The roles of ordinary and soret diffusion in the metal-catalyzed formation of filamentous carbon. // Journal of Catalysis, 1995, 152, p. 42-51.

27. Nolan P.E., Schabel M.J., Lynch D.C, Cutler A.H. Hydrogen control of carbon deposit morphology. // Carbon, 1995, 33, p. 79-85.

28. Tracz E., Scholz R., Borowiecki T. High-resolution electron microscopy study of the carbon deposit morphology on nickel catalysts. // Applied

29. Catalysis, 1990, 66, p. 133 147.

30. Кузнецов B.JI., Усольцева A.H., Бутенко Ю.В. Механизм образования углеродных отложений на поверхности металлических катализаторов. Термодинамический анализ стадии зародышеобразования. // Кинетика и катализ, 2003, 44(5), с. 791 — 800.

31. Wen Y., Shen Z. Synthesis of regular coiled carbon nanotubes by Ni catalyzed pyrolysis of acetylene and a growth mechanism analysis. // Carbon, 2001, 39, p. 2369 2386.

32. Ahlskog M., Seynaeve E., Vullers R.J.M., Haesendonck C., Fonseca A., Hernadi K., Nagy J.B. Ring formations from catalytically synthesized carbon nanotubes. // Chemical Physics Letters, 1999, 300, p. 202 206.

33. Елецкий А.В. Углеродные нанотрубки. // Успехи физических наук, 1997, 167(9), с. 945-972.

34. Zhang X.F., Zhang X.B., Tendeloo G., Amelinckx S., Op de Beeck M., Landuyt J. Carbon nano-tubes; their formation process and observation by electron microscopy. // Journal of Crystal Growth, 1993, 130, p. 368-382.

35. Ebbesen T.W. Carbon nanotubes. // Annual Review of Materials Science, 1994,24, p. 235 -264.

36. Wang X., Hu Z., Wu Q., Chen X., Chen Y. Synthesis of multi-walled carbon nanotubes by microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition. // Thin Solid Films, 2001, 390, p. 130 133.

37. Hernadi K., Fonseca A., Piedigrosso P., Delvaux M., Nagy J.B., Bernaerts D., Riga J. Carbon nanotubes production over Co/Silica catalysts. // Catalysis Letters, 1997, 48, p. 229 238.

38. Jablonski G.A., Geurts F.W., Sacco A., Biederman R.R. Carbon deposition over Fe, Ni, and Co foils from CO-H2-CH4-CO2-H2O, CO-C02, CH4-H2, and C0-H2-H20 gas-mixtures .1. Morphology. // Carbon, 1992, 30, p. 87-98.

39. Qin L.C., Iijima S. Fibrilliform growth of carbon nanotubes. // Materials Letters, 1997,30, p.311 314.

40. Benito A.M., Maniete Y., Munoz E., Martinez M.T. Carbon nanotubes production by catalytic pyrolysis of benzene. // Carbon, 1998, 36, p. 681 -683.

41. He Maoqi and Mohammad S. Noor. Novel chemical-vapor deposition technique for the synthesis of high-quality single-crystal nanowires and nanotubes. // The Journal of Chemical Physics, 2006, 124, p. 064714-1 -064714-7.

42. Буянов P.А. Закоксование катализаторов. // Наука, Новосибирск, 1983,208 с.

43. Французов В.К., Пешнев Б.В. Синтез волокнистого углерода из моноксида углерода. // Химия твердого топлива, 1997, №3, с. 76 -88.

44. Chen P., Zhang H.B., Lin G.D., Hong Q., Tsai K.R. Growth of carbon nanotubes by catalytic decomposition of CH4 or CO on a Ni-MgO catalyst. //Carbon, 1997, 35(10-11), p. 1495 1501.

45. Bonard J.M., Croci M., Conus F., Stockli Т., Chatelain A. Watching carbon nanotubes grow. // Applied Physics Letters, 2002, 81, p. 28362838.

46. Puretzky A.A., Geohegan D.B., Jesse S., Ivanov I.N., Eres G. In situ measurements and modeling of carbon nanotube array growth kinetics during chemical vapor deposition. // Applied Physics A, 2005, 81, p. 223 -240.

47. Zheng L.X., OTonnell M.J., Doom S.K., Liao X.Z., Zhao Y.H., Akhadov E.A., Hoffbauer M.A., Roop B.J., Jia Q.X., Dye R.C., Peterson D.E., Huang S.M., Liu J., Zhu Y.T. Ultralong single-wall carbon nanotubes. // Nature Materials, 2004, 3, p. 673 676.

48. Hata K., Fubata D.N., Mizuno K., Namai Т., Yumura M., Iijima S. Water-Assisted Highly Efficient Synthesis of Impurity-Free Single-Walled Carbon Nanotubes. // Science, 2004, 306, p. 1362 1364.

49. Futaba D.N., Hata K., Yamada Т., Mizuno K., Yumura M., Iijima S. Kinetics of water-assisted single-walled carbon nanotube synthesis revealed by a time-evolution analysis. // Physical Review Letters, 2005, 95, p. 056104.

50. Helveg S., Lopez-Cartes C., Sehested J., Hansen P.L., Clausen B.S., Rostrup-Nielsen J.R., Abild-Pedersen F., Norskov J.K. Atomic-scale imaging of carbon nanofibre growth. // Nature, 2004, 427, p. 426 429.

51. Qian W., Liu Т., Wei F., Wang Z., Li Y. Enhanced production of carbon nanotubes: combination of catalyst reduction and methane decomposition. // Applied Catalysis A, 2004, 258, p. 121 124.

52. Alstrup I.J. A new model explaining carbon filament growth on nickel, iron, and Ni-Cu alloy catalysts. // Journal of Catalysis, 1988, 109, p. 241 -251.

53. Tibbetts G.G., Devour M.G., Rodda E.J. An adsorption-diffusion isotherm and its application to the growth of carbon filaments on iron catalyst particles. // Carbon, 1987, 25(3), p. 367 375.

54. Nielsen J.R., Trimm D.L. Mechanisms of carbon formation on nickel containing catalysts. // Journal of Catalysis, 1997, 48(1-3), p. 155 165.

55. Snoeck J.W., Froment G.F., Fowles M. Filamentous carbon formation and gasiocation: Thermodynamics, driving force, nucleation, and steady-state growth. // Journal of Catalysis, 1997, 169, p. 240 249.

56. Дамаск А.К., Хоман К.Д. Диффузия в металлах с объемноцентрированной решеткой. Металлургия, Москва, 1969, 269 с.

57. Ding F., Rosen A., Bolton К. The role of the catalytic particle temperature gradient for SWNT growth from small particles. // Chemical Physics Letters, 2004, 393. p. 309 313.

58. Ding F., Bolton K., Rosen A. Iron-carbide cluster thermal dynamics for catalyzed carbon nanotube growth. // Journal of Vacuum Science & Technology A, 2004, 22, p. 1471 1476.

59. Ding F., Rosen A., Bolton K. Molecular dynamics study of the catalyst particle size dependence on carbon nanotube growth. // Journal of Chemical Physics, 2004, 121, p. 2775-2779.

60. Baker R.T.K. Catalytic growth of carbon filaments. // Carbon, 1989, 27, p. 315 -323.

61. Amelinckx S. A formation mechanism for catalytically grown helix-shaped graphite nanotubes. // Science, 1994, 265, p. 635 639.

62. Kong J, Soh H.T., Cassell A.M., Quate C.F., Dai H. Synthesis of individual single-walled carbon nanotubes on patterned silicon wafers. // Nature, 1998, 395, p. 878 881.

63. Qin L.C., Zhou D., Krauss A.R., Gruen D.M. Growing carbon nanotubes by microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition. // Applied Physics Letters, 1998, 72, p. 3437 3439.

64. Pan Z.W., Xie S.S., Chang B.H., Sun L.F., Zhou W.Y., Wang G. Direct growth of aligned open carbon nanotubes by chemical vapor deposition. // Chemical Physics Letters, 1999,299, p. 97 102.

65. Хайрутдинов Р.Ф. Физикохимия нанокристаллическихполупроводниковых материалов. // Коллоидный журнал, 1997, 59, с. 581 -595.

66. Сергеев Г.Б. Нанохимия металлов. // Успехи химии, 2001, 70, с. 915 -933.

67. Ролдугин В.И. Квантоворазмерные металлические коллоидные системы. // Успехи химии, 2000, 69, с. 899 923.

68. Уваров Н.Ф., Болдырев В.В. Размерные эффекты в химии гетерогенных систем. // Успехи химии, 2001, 70, р. 307 329.

69. Петрий О.А., Цирлина Г.А. Размерные эффекты в электрохимии. // Успехи химии, 2001, 70, с. 330 344.

70. Harutyunyan A.R., Pradhan В.К., Kirn U.J., Chen G., Eklund P.C. Cvd synthesis of single wall carbon nanotubes under isoftj conditions. // Nano Letters, 2002,2, p. 525 530.

71. Maroto Valiente A., Navarro Lopez P., Rodriguez Ramos I., Guerrero Ruiz A., Li C., Xin Q. In situ study of carbon nanotube formation by C2H2 decomposition on an iron-based catalyst. // Carbon, 2000, 38, p. 2003 -2006.

72. Wei В., Zhang Z.J., Ramanath G., Ajayan P.M. Lift-up growth of aligned carbon nanotube patterns. // Applied Physics Letters, 2000, 77, p. 2985-2987.

73. Zhang Z., Wei В., Ward J.W., Vajtai R., Ramanath G., Ajayan P.M. Select pathways to carbon nanotube olm growth. // Advanced Materials, 2001, 13, p. 1767- 1770.

74. Yoon Young Joon, Bae Jun Cheol, Baik Hong Koo, Cho Seong Jin, Lee See Jong, Song Kie Moon, Myung No Seung. Growth control of single and multi-walled carbon nanotubes by thin olm catalyst. // Chemical Physics Letters, 2002, 366, p. 109 114.

75. Bacsa R.R., Laurent Ch., Peigney A., Bacsa W.S., Vaugien Th., Rousset A. High specioc surface area carbon nanotubes from catalytic chemical vapor deposition process. // Chemical Physics Letters, 2000, 323, p. 566-571.

76. Jung Minjae, Eun Kwang Yong, Baik Young-Joon, Lee Kwang-Ryeol,

77. Shin Jin-Koog, Kim Sung-Tae. Effect of NH3 environmental gas on the growth of aligned carbon nanotube in catalystically pyrolizing C2H2. // Thin Solid Films, 2001, 398-399, p. 150 155.

78. Lee Cheol Jin, Park Jeunghee, Kang Seung Youl, Lee Jin Ho. Growth of well-aligned carbon nanotubes on a large area of Co-Ni co-deposited silicon oxide substrate by thermal chemical vapor deposition. // Chemical Physics Letters, 2000, 323, p. 554 559.

79. Lee Cheol Jin, Park Jeunghee. Growth and structure of carbon nanotubes produced by thermal chemical vapor deposition. // Carbon, 2001, 39, p. 1891 1896.

80. Liang Q., Gao L.Z., Li Q., Tang S.H., Liu B.C., Yu Z.L. Carbon nanotube growth on Ni-particles prepared in situ by reduction of La2Ni04. // Carbon, 2001, 39, p. 897 903.

81. Chen P., Wu X., Lin J., Li H., Tan K.L. Comparative studies on the structure and electronic properties of carbon nanotubes prepared by the catalytic pyrolysis of CH4 and disproportionation of CO. // Carbon, 2000, 38, p. 139- 143.

82. Jung Minjae, Eun Kwang Yong, Lee Jae-Kap, Baik Young-Joon, Lee Kwang-Ryeol, Park Jong-Wan. Growth of carbon nanotubes by chemical vapor deposition. // Diamond and Related Materials, 2001, 10, p. 12351240.93.

83. Ho G.W., Wee A.T.S., Lin J., Tjiu W.C. Synthesis of well-alignedmultiwalled carbon nanotubes on Ni catalyst using radio frequency plasma-enhanced chemical vapor deposition. // Thin Solid Films, 2001, 388, p. 73 -77.

84. Тео K.B.K., Chhowalla M., Amaratunga G.A.J., Milne W.I., Hasko D.G., Pirio G., Legagneux P., Wyczisk F., Pribat D. Uniform patterned growth of carbon nanotubes without surface carbon. // Applied Physics Letters, 2001, 79, p. 1534 1536.

85. Kukovitskii E.F., Chernozatonskii L.A., L'vov S.G., Mel'nik N.N. Carbon nanotubes of polyethylene. // Chemical Physics Letters, 1997, 266, p. 323 -328.

86. Su Ming, Zheng Bo, Liu Jie. A scalable cvd method for the synthesis of single-walled carbon nanotubes with high catalyst productivity. // Chemical Physics Letters, 2000, 322, p. 321 326.

87. Mukhopadhyay K., Koshio A., Tanaka N., Shinohara H. A simple and novel way to synthesize aligned nanotube bundles at low temperature. // Japanese Journal of Applied Physics, 1998, 37, p. L1257 L1259.

88. Krishnankutty N., Rodriguez N.M., Baker R.T.K. Effect of Copper on the decomposition of ethylene over an Iron catalyst. // Journal of Catalysis, 1996, 158, p. 217 227.

89. Coquay P., Laurent Ch., Peigney A., Quenard O., De Grave E., Vanderberghe R.E. From ceramic-matrix nanocomposites to the synthesis of carbon nanotubes. // Hyperfine Interactions, 2000, 130, p. 275-299.

90. Kohno M., Orii Т., Hirasawa M., Seto Т., Murakami Y., Chiashi S., Miyauchi Y., Maruyama S. Growth of single-walled carbon nanotubes from size-selected catalytic metal particles. // Applied Physics A, 2004, 79, p. 787-790.

91. Huang S., Woodson M., Smalley R., Liu J. Growth mechanism of oriented long single walled carbon nanotubes using "fast-heating" chemical vapor deposition process. // Nano Letters, 2004, 4, p. 10251028.

92. Resasco D.E., Herrera J.E., Balzano L. Decomposition of carbon-containing compounds on solid catalysts for single-walled nanotube production. // Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2004, 4, p. 398-407.

93. Willems I., Konya Z., Colomer J.-F., Van Tendeloo G., Nagaraju N., Fonseca A., Nagy J.B. Control of the outer diameter of thin carbon nanotubes synthesized by catalytic decomposition of hydrocarbons. // Chemical Physics Letters, 2000, 317, p. 71 76.

94. Tang S., Zhong Z., Xiong Z., Sun L., Liu L., Lin J., Shen Z.X., Tan K.L.

95. Controlled growth of single-walled carbon nanotubes by catalytic decomposition of CH4 over Mo/Co/MgO catalysts. // Chemical Physics Letters, 2001, 350, p. 19-26.

96. Ishida M., Hongo H., Nihey F., Ochiai Y. Diameter-controlled carbon nanotubes grown from lithographically defined nanoparticles. // Japanese Journal of Applied Physics, 2004, 43, p. L1356 L1358.

97. Pender Mark J., Sowards Laura A., Maruyama Benji, Vaia Richard A., Stone Morley O. Spin-on catalyst: straightforward and flexible route to substrate-grown single wall carbon nanotubes. // Chemistry of Materials, 2004, 16, p. 2544-2550.

98. Kanzow Henning, Schmalz Andrea, Ding Adalbert. Laser-assisted production of multi walled carbon nanotubes from acetylene. // Chemical Physics Letters, 1998, 295, p. 525 530.

99. Li De-Chang, Dai Liming, Huang Shaoming, Mau Albert W.H., and Wang Zhong L. Structure and growth of aligned carbon nanotube olms by pyrolysis. // Chemical Physics Letters, 2000, 316, p. 349 355.

100. Wang Xianbao, Hu Wenping, Liu Yunqi, Long Chenfeng, Xu Yu, Zhou Shuqin, Zhu Daoben, Dai Liming. Bamboo-like carbon nanotubesproduced by pyrolysis of iron(II) phthalocyanine. // Carbon, 2001, 39, p. 1533 1536.

101. Yudasaka M., Kikuchi R., Ohki Y., Yoshimura S. Nitrogen-containing carbon nanotube growth from Ni phthalocyanine by chemical vapor deposition. // Carbon, 1997, 35, p. 195 201.

102. Moisala Anna, Nasibulin Albert G., Shandakov Sergei D., Jiang Hua, Kauppinen Esko I. On-line detection of single-walled carbon nanotube formation during aerosol synthesis methods // Carbon, 2005, 43, p. 2066-2074.

103. Li Yiming, Kim Woong, Zhang Yuegang, Rolandi Marco, Wang Dunwei, Dai Hongjie. Growth of single-walled carbon nanotubes from discrete catalytic nanoparticles of various sizes. // Journal of Physical Chemistry B, 2001, 105, p. 11424- 11431.

104. Cheung Chin Li, Kurtz Andrea, Park Hongkun, Lieber Charles M. Diameter-controlled synthesis of carbon nanotubes. // Journal of Physical Chemistry B, 2002, 106, p. 2429-2433.

105. Cassell A.M., Raymakers J.A., Kong J., Dai H. Large scale cvd synthesis of single-walled carbon nanotubes. // Journal of Physical Chemistry B, 1999,103, p. 6484-6492.

106. Delzeit Lance, Chen Bin, Cassell Alan, Stevens Ramsey, Nguyen Cattien, Meyappan M. Multilayered metal catalysts for controlling the density of single-walled carbon nanotube growth. // Chemical Physics Letters, 2001, 348, p. 368 374.

107. Ward J.W., Wei B.Q., Ajayan P.M. Substrate effects on the growth of carbon nanotubes by thermal decomposition of methane. // Chemical Physics Letters, 2003, 376, p. 717 725.

108. Lu Mei, Lau Kin-Tak, Xu Ji-Chuan, Li Hu-Lin. Coiled carbon nanotubes growth and DSC study in epoxy-based composites. // Colloids and Surfaces A, 2005, 257 258, p. 339 - 343.

109. Nasibulin Albert G., Pikhitsa Peter V., Jiang Hua, Kauppinen Esko I. Correlation between catalyst particle and single-walled carbon nanotube diameters. // Carbon, 2005, 43, p. 2251 2257.

110. Liu W., Cai W., Tao L., Li X., Yao Z. Effects of methane partial pressure on synthesis of single-walled carbon nanotubes by chemical vapor deposition. // Journal of Materials Science, 2003, 38, p. 3051 -3054.

111. Zheng В., Li Y., Liu J. CVD synthesis and purification of single-walledcarbon nanotubes on aerogel-supported catalyst. // Applied Physics A, 2002, 74, p. 345 -348.

112. An L., Owens J.M., McNeil L.E., Liu J. Synthesis of nearly uniform single-walled carbon nanotubes using identical metal-containing molecular nanoclusters as catalysts. // Journal of the American Chemical Society, 2002,124. p. 13688 13689.

113. Yan H., Li Q., Zhang J., Liu Z. Possible tactics to improve the growth of single-walled carbon nanotubes by chemical vapor deposition. // Carbon, 2002, 40, p. 2693 -2698.

114. Liu B.C., Gao L.Z., Liang Q., Tang S.H., Qu M.Z., Yu Z.L. A study on carbon nanotubes prepared from catalytic decomposition of C2H2 or CH4 over the pre-reduced LaCo03 perovskite precursor. // Catalysis Letters, 2001, 71, p. 225-228.

115. Zhang Y., Li Y., Kim W., Wang D., Dai H. Imaging as-grown single-walled carbon nanotubes originated from isolated catalytic nanoparticles. // Applied Physics A, 2002, 74, p. 325 328.

116. Fan Shoushan, Liang Wenjie, Dang Haiyan, Franklin Nathan, Tombler Thomas, Chapline Michael, Dai Hongjie. Carbon nanotube arrays on silicon substrates and their possible application. // Physica E, 2000, 8, p. 179- 183.

117. Dai Hongjie. Carbon nanotubes: synthesis, integration, and properties. // Accounts of Chemical Research, 2002, 35, p. 1035 1044.

118. Dai Hongjie. Carbon nanotubes: opportunities and challenges. // Surface Science, 2002, 500, p. 218-241.

119. Matsumoto S., Pan L., Tokumoto H., Nakayama Y. Selective growth of single-walled carbon nanotubes by chemical vapor deposition. // Physica B, 2002, 323, p. 275-276.

120. Chen Y., Yu J. Patterned growth of carbon nanotubes on Si substrates without predeposition of metal catalysts. // Applied Physics Letters, 2005, 87, p. 033103.r

121. Zhu Lingbo, Sun Yangyang, Hess Dennis W., Wong Ching-Ping. Well-aligned open-ended carbon nanotube architectures: an approach for device assembly. // Nano Letters, 2006, 6(2), p. 243 247.

122. Park C., Baker R.T.K. Carbon deposition on iron-nickel during interaction with ethylene-carbon monoxide-hydrogen mixtures. // Journal of Catalysis, 2000, 190, p. 104 117.

123. Sharma R., Iqbal Z. In situ observations of carbon nanotube formation using environmental transmission electron microscopy. // Applied Physics Letters, 2004, 84, p. 990 992.

124. Willems I., Konya Z., Colomer J.-F., Tendeloo G., Nagaraju N., Fonseca A., Nagy J.B. Control of the outer diameter of thin carbon nanotubes synthesized by catalytic decomposition of hydrocarbons. // Chemical Physics Letters, 2000, 317, p. 71 76.

125. Редькин A.H., Маляревич JI.В. Получение углеродных нановолокон и нанотрубок методом сверхбыстрого нагрева паров этанола. // Неорганические материалы, 2003, 39(4), с. 433 437.

126. Редькин А.Н., Маляревич Л.В., Вакуленко А.А. Селективное осаждение углеродного нановолокнистого материала из паровэтанола при температуре подложки ниже 500°С. // Неорганические материалы, 2005, 41(11), с. 1311 1314.

127. Редькин А.Н., Кипин В.А., Маляревич JI.B. Синтез углеродных волокнистых наноматериалов из паров этанола на никелевом катализаторе. // Неорганические материалы, 2006, 42(3), с. 284 -287.

128. Kitiyanan В., Alvarez W.E., Harwell J.H., Resasco D.E. Controlled production of single-wall carbon nanotubes by catalytic decomposition of со on bimetallic co-mo catalysts. // Chemical Physics Letters, 2000, 317, p. 497-503.

129. Yacaman M.J., Terrones H., Rendon L., Dominguez J.M. Carbon structures grown from decomposition of a phenylacetylene and thiophene mixture on Ni nanoparticles. // Carbon, 1995, 33, p.669 678.

130. Franklin Nathan R., Li Yiming, Chen Robert J., Javey Ali, Dai Hongjie. Patterned growth of single-walled carbon nanotubes on full 4-inch wafers. // Applied Physics Letters, 2001, 79, p. 4571 4573.

131. Yao Y., Falk L.K.L., Morjan R.E., Nerushev O.A., Campbell E.E.B. Cross-sectional ТЕМ investigation of nickel-catalysed carbon nanotube films grown by plasma-enhanced CVD. // Journal of Microscopy, 2005, 219, p. 69-75.

132. Unalanl Husnu Emrah, Chhowalla Manish. Investigation of single-walled carbon nanotube growth parameters using alcohol catalytic chemical vapour deposition. // Nanotechnology, 2005, 16, p. 2153-2163.

133. Kouravelou K.B., Sotirchos S.V. Dynamic study of carbon nanotubes production by chemical vapor deposition of alcohols. // Reviews on Advanced Materials Science, 2005, 10, p. 243 248.

134. Bandow Shunji, Asaka S., Saito Y., Rao A.M., Grigorian L., Richter E., Eklund P.C. Effect of the growth temperature on the diameter distribution and chirality of single-wall carbon nanotubes. // Physical Review Letters, 1998, 80, p. 3779 3782.

135. Alvarez L., Righi A., Guillard Т., Rols S., Anglaret E., Laplaze D., Dauvajol J.-L. Resonant Raman study of the structure and electronic properties of single-wall carbon nanotubes. // Chemical Physics Letters, 2000, 316, p. 186- 190.

136. Ивановский АЛ. Моделирование нанотубулярных форм вещества. // Успехи химии, 1999, 68, с. 119 135.

137. Jiang Jianwen and Sandler Stanley I. Shape versus inverse-shape selective adsorption of alkane isomers in carbon nanotubes. // The Journal of Chemical Physics, 2006, 124, p. 024717-1 024717-5.

138. Тарасов Б.П., Гольдшлегер Н.Ф., Моравский А.П. Водород содержащие углеродные наноструктуры: синтез и свойства.

139. Успехи химии, 2001, 70, с. 149 166.

140. Tarasov В.Р., Maehlen J.P., Lototsky M.V., Muradyan V.E., Yartys V.A. Hydrogen sorption properties of arc generated single-wall carbon nanotubes. // Journal of Alloys and Compounds, 2003, 356/357, p. 510 — 514.

141. Liew K.M., Wong C.H., Tan M.J. Tensile and compressive properties of carbon nanotube bundles. // Acta Materialia, 2006, 54, p. 225 -231.

142. Liu Luqi, Barber Asa H., Nuriel Shahar, Wagner H. Daniel. Mechanical properties of fiinctionalized single-walled carbon-nanotube/poly(vinyl alcohol) nanocomposites. // Advanced Functional Materials, 2005, 15, p. 975 -980.

143. Reulet В., Kasumov A.Yu., Kodak M., Deblock R., Khodos I.I., Gorbatov Yu.B., Volkov V.T., Journet C., Bouchiat H. Acoustoelectric effects in carbon nanotubes. // Physical Review Letters, 2000, 85, p. 2829-2832.

144. Tarasov B.P. Preparations and properties of ultradispersed hydrogen-sorbing metals and intermetallic compounds. // Hydrogen Materials Science and Chemistry of Metal Hydrides. NATO Science Series, 2002, 71,p. 275 -281.

145. Пасынский A.A., Доброхотова Ж.В., Семенова Н.И., Торубаев Ю.В., Новоторцев В.М. Закономерности термораспада карбонил-халькогенидных кластеров металлов. // Известия АН, Серия химическая, 2003, №1, с. 103 105.

146. Somorjai G.A. The puzzles of surface science and recent attempts to explain them. // Surface Science, 1991, 242, p. 481 -488.

147. Багоцкий B.C., Осетрова H.B., Скундин A.M. Топливные элементы. Современное состояние и основные научно-технические проблемы. // Электрохимия, 2003, 39(10), с. 1027 1045.

148. Коровин Н.В. Топливные элементы и электрохимические энергоустановки: состояние развития и проблемы. // Альтернативная энергетика и экология, 2004, 10(18), с. 8 14.