Quando se trata de sintetizar nanotubos de carbono (CNTs) por deposição química de vapor (CVD), a escolha do metal catalisador é crucial.
Dois metais habitualmente utilizados para este fim são o cobre (Cu) e o níquel (Ni).
Estes metais são selecionados devido às suas propriedades e mecanismos únicos que facilitam o crescimento de CNTs.
Qual dos seguintes metais é utilizado como catalisador para sintetizar CNT? (2 Metais chave explicados)
1. Cobre (Cu)
O cobre é utilizado como catalisador em CVD devido à sua baixa solubilidade em carbono.
Esta propriedade conduz a um mecanismo de crescimento superficial em que o grafeno ou os CNT se formam diretamente na superfície do cobre a altas temperaturas.
A temperatura elevada é necessária para decompor os precursores de hidrocarbonetos, que depois se depositam na superfície do cobre para formar os nanotubos.
Este mecanismo é vantajoso, uma vez que permite um controlo preciso do local de crescimento e pode conduzir a grafeno ou CNTs de camada única de elevada qualidade.
2. Níquel (Ni)
O níquel, por outro lado, tem uma elevada solubilidade em carbono.
Esta caraterística resulta num mecanismo de crescimento diferente, conhecido como segregação/precipitação superficial.
Neste processo, os átomos de carbono difundem-se para o interior da folha de níquel a altas temperaturas.
Durante o processo de arrefecimento, o carbono segrega-se e precipita-se para fora do níquel, formando folhas de grafeno ou CNTs na superfície do metal.
Este mecanismo pode levar à formação de estruturas multicamadas e é frequentemente utilizado quando se pretendem estruturas mais espessas ou mais robustas.
Tanto o cobre como o níquel são catalisadores eficazes para a síntese de CNT devido à sua capacidade de facilitar a decomposição de precursores de hidrocarbonetos e o subsequente crescimento de estruturas de carbono.
A escolha entre estes metais depende frequentemente dos requisitos específicos da aplicação, tais como a espessura, qualidade e uniformidade desejadas dos CNTs.
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