С использованием методов просвечивающей электронной микроскопии, рентгенофотоэлектронной спек-троскопии и энергодисперсионного анализа получены данные о распределении железа в азотсодержащих многостенных углеродных нанотрубках (N-МУНТ), изменении его химического состояния и концентрации при различных режимах облучения импульсным ионным пучком. Показано, что облучение N-МУНТ с плотностью энергии 0.5 J/cm 2 способствует формированию на их боковых поверхностях структур размером 2−10 nm, состоящих из металлического железа, инкапсулированного в углеродную оболочку. Повышение плотности энергии до 1−1.5 J/cm 2 приводит к существенному удалению кластеров железа из вершин углеродных нанотрубок и снижению количества железа в объеме слоя N-МУНТ. ВведениеВ настоящее время углеродные нанотрубки (УНТ) яв-ляются предметом интенсивных исследований в связи с их уникальной электронной структурой, электрическими и механическими свойствами [1]. Известно [2,3], что при синтезе УНТ методом CVD (chemical vapor deposition) в качестве катализатора роста часто применяются пере-ходные металлы (Fe, Co, Ni). При этом частицы катали-затора, встроенные в структуру УНТ, взаимодействуют со стенками нанотрубок и могут значительно влиять на электронную структуру и свойства нанотрубок. В част-ности, в [4] показано, что транспорт электронов из частиц катализатора в УНТ повышает адсорбцию кис-лородсодержащих групп на их поверхности. Встроенные в структуру УНТ частицы катализатора могут изменять активность углеродных слоев нанотрубок в различных окислительных реакциях, что может быть перспективно для применения в гетерогенном катализе [5]. Кроме того, углеродная оболочка защищает железосодержащие наночастицы от окисления, предотвращает спонтанную агломерацию и изменение их свойств [5][6][7]. С другой стороны, во многих случаях наличие частиц метал-лического катализатора в УНТ является нежелатель-ным [8,9]. Имеется большое число работ, направленных на удаление металлических частиц с использованием методов мокрой химии (например, кислотной обработки в H 2 SO 4 /HCl) или термической обработки в инертных средах [10][11][12]. Высокотемпературный отжиг в инерт-ных средах является более предпочтительным видом обработки, так как позволяет существенно снизить концентрацию металлического катализатора в УНТ до значений < 0.01 wt.%, не нарушая структуру внешних стенок УНТ [13][14][15].Широкие возможности для модифицирования свойств многостенных УНТ (МУНТ) возникают при использо-вании импульсного ионного пучка высокой удельной мощности [16,17]. За счет введения большого количества энергии (> 10 7 W/cm 2 ) за время действия импульса (∼ 120 ns) возникают высокие градиенты температуры и давления, способные изменять морфологию и воз-действовать на электронную структуру материала, а также формировать новые структурно-фазовые состоя-ния. На настоящий момент в литературе отсутствуют данные по влиянию импульсного ионного облучения на концентрацию и химическое состояние железа в МУНТ.Целью настоящей работы является исследование из-менения электронной и атомной структуры ...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.