Fabricación y caracterización de nanotubos de carbono de multicapa producidos por PAPVD

Abstract

En este trabajo se describe la manera de sintetizar nanotubos de carbono de multicapa utilizando la técnica PAPVD de descarga por arco pulsado. La identificación de este material se realizó por medio del análisis de las muestras crecidas utilizando las técnicas de Microscopio Electrónico de Barrido (SEM) y Espectroscopia de Fotoelectrones por Rayos X (XPS). Para conseguir tal objetivo inicialmente se deben tener buenos fundamentos acerca de los nanotubos de carbono; que son, como se clasifican, cuáles son sus propiedades, su aplicaciones y como se sintetizan. Esto se describe en el primer capítulo. En el segundo capítulo se realiza una descripción del montaje experimental. En el comienzo de este proyecto se debieron realizar adecuaciones al sistema para la producción de los nanotubos. La materia prima utilizada fue grafito comercial en forma de barras. Después de realizar la adecuación del sistema, se encuentran las condiciones a las cuales se deben crecer los nanotubos de carbono de multicapa utilizando como gas de ambiente el hidrógeno. Los rangos de trabajo para la presión del gas ambiente, la corriente de arco y el tiempo fueron 50 – 210 mbar, 50 – 57 A y 1.5 – 20 s respectivamente. Los análisis de las muestras realizados por medio de las técnicas SEM y XPS se presentan en el tercer capítulo. Los resultados de SEM confirman la formación de nanotubos de carbono y permiten realizar medidas de las características morfológicas: diámetro y longitud de los nanotubos de carbono. El diámetro varía en un rango entre 70 – 350 nm aproximadamente y la longitud entre 5 – 10 μm aproximadamente. La composición química se obtuvo con el análisis XPS, donde se corrobora los enlaces para los nanotubos de carbono de multicapa (Texto tomado de la fuente)

This work describes the synthesis of multi-walled carbon nanotubes using the pulsed arc-discharge technique. Identification of this material was performed through analysis of the samples grown using Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). In order to reach this aim, carbon nanotubes fundaments are necessary, this means, what they are, how are they classified, which are their properties and applications and how are they synthesized. These topics are described in chapter 1. Chapter 2 describes the experimental setup. In the first stage of this project, the system had to be adapted to synthesize the carbon nanotubes. Commercial graphite was used as row material in rod shape. After performing the system adaptation, the conditions for growing multiwalled carbon nanotubes using hydrogen gas are shown. The working ranges for gas pressure, arc current and arc time were 50 – 210 mbar, 50 – 57 A y 1.5 – 20 s respectively. Analysis of the samples by means of the SEM and XPS techniques are shown in chapter 3. The SEM results confirm the carbon nanotubes formation and allow to carry out measurements of morphologic characteristics as diameter and length of the carbon nanotubes. The diameter varies in a range between 70 – 350 nm approximately, and the length varies between 5 – 10 μm approximately. The chemical composition was obtained through the XPS analysis, where multiwalled carbon nanotubes bonds are confirmed.