Síntese De Nanotubos De Carbono Pelo Método CVD Analisando Os Parâmetros De Síntese via Planejamento Fatorial De Experimentos

Abstract

RESUMO -Os Nanotubos de Carbono (NTCs) têm sido reconhecidos, desde seu descobrimento por Iijima em 1991, como materiais de grande interesse em nanotecnologia, devido às suas excelentes propriedades mecânicas, elétricas, térmicas, entre outras. Desde sua descoberta, os parâmetros de síntese têm sido estudados em busca de rotas que elevem a produtividade e a qualidade dos mesmos. Alguns trabalhos recentes reportam a melhoria na produtividade e na qualidade dos NTCs quando catalisadores contendo dois metais de transição são utilizados na síntese com reator tipo CVD (Chemical Vapour Deposition). Ainda que interessantes resultados tenham sido obtidos, estes trabalhos carecem de experimentos estatisticamente planejados para avaliar a existência ou não de interações significativas entre os parâmetros de síntese dos NTCs. Portanto, o objetivo desta pesquisa é explorar as rotas de síntese via CVD utilizando dois tipos de catalisadores binários, Ni/Co e Co/Mn, utilizando o planejamento fatorial de experimentos 2 3 (FED -Factorial Experimental Design), avaliando três parâmetros de processo: temperatura, razão de fluxo de CH 4 /N 2 e tempo de síntese. As repostas obtidas, como: diâmetro dos NTCs, quiralidade e pureza, serão tratados utilizando-se o software Statistica™, verificando as interações entre estes parâmetros e suas respectivas significâncias, buscando otimizar a síntese de nanotubos. INTRODUÇÃONanotubos de Carbono (NTCs) foram descritos, pela primeira vez, por Iijima (1991) e segundo Belin e Epron (2005), desde sua descoberta, eles têm contribuído para o desenvolvimento de estudos nas áreas da física, química e ciência dos materiais e têm sido um material extremamente promissor. Kumar e Ando (2010) citam que suas propriedades extraordinárias abriram uma ampla gama de aplicações e desencadearam uma corrida ao ouro na academia e laboratórios industriais por todo o mundo na busca por usos práticos dos NTCs. Odom et al. comentaram sobre as distintas características do NTCs que aparecem devidas á sua estrutura atômica e suas dimensões nanométricas. Por exemplo, eles podem ser metálicos ou Área temática: Engenharia de Materiais e Nanotecnologia 1

Síntese via polimerização in situ e caracterização de nanocompósitos condutores elétricos de poli(metacrilato de metila) em função do teor de nanotubos de carbono e da energia ultrassônica

“…Entre os métodos de síntese de NTC, além da descarga de arco elétrico (ANDO e ZHAO, 2006), primeiro método utilizado (IIJIMA, 1991), pode-se citar o a deposição química da fase de vapor (CVD), que consiste na decomposição térmica de uma fonte de carbono na presença de um catalisador (ABE, 2014;CASSELL et al, 1999;JEONG et al, 2004;LEONARDI et al, 2014;LORENÇON, 2012); e a ablação por laser (laser ablation) (HERBST, MACÊDO e ROCCO, 2004;LORENÇON, 2012).…”

“…No processo de CVD, vapores de uma fonte de carbono passam por um CASSELL et al, 1999;HERBST, MACÊDO e ROCCO, 2004;JEONG et al, 2004;LEONARDI et al, 2014;LORENÇON, 2012). Neste método, há possibilidade de maior controle das variáveis de síntese em comparação aos métodos de descarga de arco elétrico e ablação por laser, possibilitando otimização das condições de síntese para obtenção de grande quantidade de nanotubos de boa qualidade e baixo teor de impurezas (HERBST, MACÊDO e ROCCO, 2004).…”