Existem três métodos principais para prepararnanotubos de carbono de parede simples: método de arco, método de ablação a laser e método de deposição química de vapor (CVD).
Entre eles, os métodos CVD e de arco são considerados os principais caminhos para a industrialização. De um modo geral, devido à alta temperatura na zona do arco, o grau de cristalização dos nanotubos de carbono preparados também é elevado. No entanto, o método do arco tem pouca controlabilidade sobre a microestrutura dos nanotubos de carbono, como diâmetro e quiralidade, e é difícil melhorar ainda mais o rendimento e a qualidade.
Em contraste, o método CVD tornou-se a escolha preferida para empresas nacionais devido ao seu campo de temperatura mais controlável, forte ajustabilidade do processo e caminho de amplificação claro, e alcançou fornecimento em grande escala. À medida que o processo continua a iterar, ainda é possível que vários métodos coexistam e até mesmo colaborem para avançar no futuro. Mas em aplicações eletrônicas, semicondutoras e outras aplicações de ponta que exigem qualidade extremamente alta de tubos de matriz, as vantagens da rota CVD são mais óbvias.
O método CVD para preparação de nanotubos de carbono pode ser dividido em três métodos baseados no fornecimento ou presença de catalisadores: método do substrato, método de carregamento e método do catalisador flutuante. Os catalisadores geralmente usam elementos de metais de transição Fe, Co, Ni ou suas combinações, e às vezes outros elementos e compostos, como terras raras, também são adicionados. O equipamento do método de deposição química de vapor do catalisador flutuante é simples e pode ser produzido de forma semi-contínua ou contínua, portanto, é mais provável que se obtenha uma preparação de baixo custo e em grande escala de nanotubos de carbono de parede única de alta qualidade.
No entanto, o método de leito flutuante ainda enfrenta "três grandes desafios técnicos": controle do campo de temperatura: craqueamento em alta temperatura do catalisador frontal, campo de temperatura estável necessário para o crescimento de nanotubos de carbono no meio e resfriamento rápido para interromper a reação na área de alimentação da cauda, que possui requisitos extremamente elevados para controle do campo de temperatura; Controle do campo de fluxo: Durante o processo de crescimento dos nanotubos de carbono, é necessário que o gás fonte de carbono entre em contato e reaja totalmente com o catalisador, exigindo assim turbulência no campo de fluxo interno para melhorar a utilização da fonte de carbono; Coleta contínua de material: Atualmente, a maioria dos equipamentos de leito flutuante é limitada pelo controle de campo de temperatura, tecnologia de vedação, etc., e não tem a função de coleta contínua de material, impossibilitando verdadeiramente a produção em grande escala.
SAT NANO adota uma rota de método de leito flutuante, combinada com o processo de crescimento de nanotubos de carbono de parede única, para projetar os campos de temperatura e fluxo no forno de maneira direcionada e adiciona uma estrutura de alimentação contínua, resolvendo verdadeiramente os três principais desafios técnicos enfrentados pela industrialização.
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