Fullerene-to-MWCNT Structural Evolution Synthesized by Arc Discharge Plasma

Abstract

The growth of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) has been extensively studied using electron microscopy. The ex situ structural behavior was examined to investigate the growth of the MWCNTs under different environments and pressures using electron microscopy. The arc discharge plasma technique was applied to synthesize the MWCNTs by evaporating carbon through the arc plasma between two cylindrical graphite rods, with a background pressure of 10−2 to 102 mbar, inside a vacuum chamber under different ambient environments. The results showed that long MWCNT structures were successfully grown. We suggest that the mechanism involves: (i) fullerene formation; (ii) the elongation of fullerenes; and (iii) the growth of MWCNTs. Agglomeration with other structures then forms MWCNT bundles. We note that the pressure and environment in the vacuum chamber can affect the structure of the MWCNTs.

Synthesis and Characteristics of Carbon Nanotube Using Plasma Arc Discharge

“…The nanoparticles appear to be dense and uniformly distributed. The morphology of the grown CNPs as observed in SEM is comparable to other research who used similar method to synthesize the CNPs [9][10][11][12]. In particular, Ref [9] obtain similar result with us.…”

Определение Структуры Углеродных Частиц, Образующихся При Формировании Полимерной Пленки В Плазмохимическом Реакторе

“…Для образца 1.1 избыточное давление в устройстве барботирования 3 гПа; для образца 1.2-17.5 гПа. В данной группе образцов повышение температуры (до ~800-950°С), при которой возможно формирование углеродных наночастиц с упорядоченной структурой, происходит только в зоне чехла короны [8,10,32,34];…”

“…Обеспечить стабильность аллотропной формы углеродных наночастиц возможно только в процессе их формирования, в том числе с одновременным внедрением в полимерную матрицу по технологии in situ. Один из перспективных подходов к формированию композиционных полимерных материалов по этой технологии основан на использовании газовых разрядов [6][7][8][9][10], например барьерного коронного разряда переменного тока атмосферного давления [11]. Такой подход по-зволяет синтезировать углеродные частицы непосредственно в процессе формирования полимера [11,12].…”