Grafitová uhlíková nanotrubice - Graphenated carbon nanotube

SEM série grafovaných CNT s různou hustotou folátu

Grafotvorné uhlíkové nanotrubice jsou relativně nový hybrid, který kombinuje grafický foláty pěstované podél bočních stěn vícevrstvého nebo bambusového stylu uhlíkové nanotrubice (CNT). Yu et al.[1] informoval o „chemicky vázaných grafenových listech“ rostoucích podél bočních stěn CNT. Stoner et al.[2] popsal tyto struktury jako „grafované CNT“ a uvedl jejich použití pro vylepšené superkapacitor výkon. Hsu et al. dále uváděny podobné struktury vytvořené na papíře z uhlíkových vláken, také pro použití v superkapacitor aplikace.[3] Pham et al. [4][5] také popsal podobnou strukturu, konkrétně „hybridní uhlíkové nanotrubičky grafenu“, pěstovanou přímo na papíře z uhlíkových vláken za vzniku integrované podpory vodivého katalyzátoru bez pojiv s vysokou povrchovou plochou pro aplikace elektrod Proton Exchange Membrane Fuel Cells se zvýšeným výkonem a trvanlivostí. Hustota folátu se může lišit v závislosti na podmínkách depozice (např. Teplotě a čase), přičemž jejich struktura se pohybuje od několika vrstev grafen (<10) na silnější, více grafit -jako.[6]

Základní výhoda integrovaného grafen -CNT struktura je trojrozměrná kostra CNT s vysokou povrchovou plochou spojená s vysokou hustotou hran grafenu. Grafen hrany poskytují výrazně vyšší hustotu náboje a reaktivitu než bazální rovina, ale je obtížné je uspořádat v trojrozměrné geometrii s vysokou objemovou hustotou. CNT jsou snadno zarovnány v geometrii s vysokou hustotou (tj. Vertikálně zarovnaný les)[7] ale postrádají povrchy s vysokou hustotou náboje - boční stěny CNT jsou podobné bazální rovině grafenu a vykazují nízkou hustotu náboje, kromě případů, kdy existují defekty okraje. Uložení vysoké hustoty grafenových folátů po délce srovnaných CNT může významně zvýšit celkový kapacita nabíjení na jednotku nominální plochy ve srovnání s jinými uhlíkovými nanostrukturami.[8]

Reference

  1. ^ Yu, Kehan; Ganhua Lu; Zheng Bo; Shun Mao; Junhong Chen (2011). „Uhlíková nanotrubice s chemicky vázanými grafenovými listy pro elektronické a optoelektronické aplikace“. J. Phys. Chem. Lett. 13. 2 (13): 1556–1562. doi:10.1021 / jz200641c.
  2. ^ Stoner, Brian R.; Akshay S. Raut; Billyde Brown; Charles B. Parker; Jeffrey T. Glass (2011). „Grafotvorné uhlíkové nanotrubice pro lepší výkon elektrochemického dvouvrstvého kondenzátoru“ (PDF). Appl. Phys. Lett. 18. 99 (18): 183104. Bibcode:2011ApPhL..99r3104S. doi:10.1063/1.3657514. hdl:10161/10603.
  3. ^ Hsu, Hsin-Cheng; Wang, Chen-Hao; Nataraj, S.K .; Huang, Hsin-Chih; Du, He-Yun; Chang, Sun-Tang; Chen, Li-Chyong; Chen, Kuei-Hsien (2012). „Stand-up struktura grafenových uhlíkových nanodestiček na CNT přímo pěstovaných na papíře z uhlíkových vláken na bázi polyakrylonitrilu jako superkondenzátor“. Diamant a související materiály. 25: 176–9. Bibcode:2012DRM .... 25..176H. doi:10.1016 / j.diamond.2012.02.020.
  4. ^ Pham, Kien-Cuong; Chua, Daniel H.C .; McPhail, David S .; Wee, Andrew T.S. (2014). „Přímý růst hybridů grafen-uhlíkových nanotrubiček jako podpora katalyzátoru pro vysoce výkonné palivové články PEM“. Dopisy o elektrochemii ECS. 3 (6): F37 – F40. doi:10,1149 / 2,009406eel.
  5. ^ Pham, Kien-Cuong; McPhail, David S .; Mattevi, Cecilia; Wee, Andrew T.S .; Chua, Daniel H. C. (2016). „Hybridy grafen-uhlíkové nanotrubice jako podpora robustního katalyzátoru v membránových palivových článcích s výměnou protonů“. Journal of the Electrochemical Society. 163 (3): F255 – F263. doi:10.1149 / 2.0891603jes. hdl:10044/1/37534.
  6. ^ Parker, Charles B .; Akshay S. Raut; Billyde Brown; Brian R. Stoner; Jeffrey T. Glass (2012). "Trojrozměrná pole grafovaných uhlíkových nanotrubiček". J. Mater. Res. 7. 27 (7): 1046–53. Bibcode:2012JMatR..27.1046P. doi:10.1557 / jmr.2012.43.
  7. ^ Cui, Hong-tao; O. Zhou; B. R. Stoner (2000). „Ukládání zarovnaných bambusových uhlíkových nanotrubiček pomocí mikrovlnného plazmatu vylepšeného chemického vylučování par“. J. Appl. Phys. 88 (10): 6072–4. Bibcode:2000JAP .... 88,6072C. doi:10.1063/1.1320024.
  8. ^ Stoner, Brian R.; Jeffrey T. Glass (2012). „Uhlíkové nanostruktury: morfologická klasifikace pro optimalizaci hustoty náboje“. Diamant a související materiály. 23: 130–4. Bibcode:2012DRM .... 23..130S. doi:10.1016 / j.diamond.2012.01.034.