Os pesquisadores mostram que a dopagem com ouro aumenta a atividade do catalisador de níquel para a formação de nanoestruturas de carbono
p (PhysOrg.com) - Pesquisadores do CNST e da Arizona State University demonstraram que a atividade catalítica geral das partículas de níquel para a formação de nanoestruturas de carbono é melhorada pela adição de uma pequena quantidade de ouro (abaixo da fração de 0,2 mol). p Em um recente
Nano Letras artigo, os pesquisadores avaliam Au / SiO
2 , Ni / SiO
2 , e Au-Ni / SiO
2 nanopartículas como catalisadores para a formação de nanotubos de carbono (CNT) e nanofibras de carbono (CNF) medindo o número de partículas ativas durante a formação do tubo usando imagem dinâmica in situ em um microscópio eletrônico de transmissão de varredura ambiental.
p As nanoestruturas de carbono são geralmente sintetizadas por deposição de vapor químico catalítico de fontes de carbono, como acetileno (C
2 H
2 ) e nucleado de partículas de catalisador, incluindo Ni. Contudo, apenas algumas partículas de catalisador são ativas na formação de nanoestruturas. Esta limitação afeta a densidade final e a colocação das nanoestruturas, um fator importante para aplicações de nanofabricação.
p Usando imagens de alta resolução e dados de espectroscopia coletados durante e após a síntese, os pesquisadores mostraram que a maioria do Au segregava para formar uma capa rica em Au inativa, com apenas uma pequena quantidade de Au presente na região ativa das partículas.
p Eles também mostram que a estrutura das partículas do catalisador de Ni se transforma de metal fcc em carboneto de níquel ortorrômbico (Ni
3 C). Eles acreditam que os carbonetos se formam devido às condições de equilíbrio dinâmico presentes nessas condições de reação. Cálculos da teoria do funcional de densidade suportam a hipótese de que baixos níveis de dopagem com Au (fração de 0,06 mol) aumenta o número de partículas ativas para a formação da nanoestrutura de carbono, diminuindo a barreira de energia para a difusão de carbono em Ni dopado para 0,07 eV em comparação com 1,62 eV para puro Ni.
p Os pesquisadores estão estendendo esta técnica para avaliar o papel da formação de carboneto de metal na atividade de outros catalisadores de metal usados para a síntese de nanotubos de carbono. como Fe e Co.
