The MWCNTs-Rh Nanocomposite Obtained By The New High-Temperature Method

Abstract

A nanocomposite was fabricated during the research undertaken, consisting of multiwalled carbon nanotubes coated with rhodium nanoparticles by the new high-temperature method being the subject of the patent claim. High quality multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with the length of 100÷500 nm and the diameter of 8÷20 nm obtained in advance with Catalytic Chemical Vapour Deposition (CVD) were employed in the investigations. The nanotubes manufactured under the own research contain small amounts of metallic impurities and amorphous carbon deposits. Multiwalled carbon nanotubes functionalisation in acids was applied to deposit rhodium nanoparticles onto the surface of carbon nanotubes, and then the material was placed in a solution being a precursor of rhodium nanoparticles. The material prepared was next placed in a quartz vessel and subjected to high-temperature reduction in the atmosphere of argon to deposit rhodium nanoparticles onto the surface of multiwalled carbon nanotubes. The following examinations were performed, respectively: MWCNTs fabrication, fabrication of a CNT-NPs (Carbon NanoTube-NanoParticles) nanocomposite material; the characterisation of the materials produced including examination of the structure and morphology, and the assessment of rhodium nanoparticles distribution on the surface of carbon nanotubes. Microand spectroscopy techniques were employed to characterise the structure of the nanocomposites obtained.Keywords: carbon nanotubes, nanocomposite materials, rhodium nanoparticles, transmission electron microscopy W ramach wykonanych badań wytworzono nanokompozyt składający się z wielościennych nanorurek węglowych pokrytych nanocząsteczkami rodu nową wysokotemperaturową metodą, będącą przedmiotem zgłoszenia patentowego. W badaniach wykorzystano wysokiej jakości wielościenne nanorurki węglowe MWCNTs o długości 100÷500 nm i średnicy 8÷20 nm uprzednio otrzymane w procesie katalityczno-chemicznego osadzania z fazy gazowej (CCVD). Wytworzone w ramach prac własnych nanorurki zawierają nieznaczne ilości zanieczyszczeń metalicznych i amorficznych depozytów węglowych. W celu osadzenia nanocząsteczek rodu na powierzchni nanorurek węglowych zastosowano funkcjonalizację wielościennych nanorurek węglowych w kwasach, następnie materiał umieszczono w roztworze będącym prekursorem nanocząsteczek rodu. Przygotowany materiał umieszczono w dalszej kolejności w kwarcowym naczyniu i poddano redukcji wysokotemperaturowej w atmosferze argonu w celu osadzenia nanocząsteczek rodu na powierzchni wielościennych nanorurek węglowych. Wykonane badania obejmują kolejno: wytworzenie MWCNTs, wytworzenie materiału nanokompozytowego typu nanorurki węglowe -nanocząsteczki (CNT-NPs), scharakteryzowanie wytworzonego materiału obejmujące badanie jego struktury i morfologii oraz ocenę rozmieszczenia nanocząsteczek rodu na powierzchni nanorurek węglowych. Dla scharakteryzowania struktury otrzymanych nanokompozytów zastosowano techniki mikro-i spektroskopowe.

Comparison Of The MWCNTs-Rh And MWCNTs-Re Carbon-Metal Nanocomposites Obtained In High-Temperature

“…D, G and G', and also in terms of the intensity of D to G (I D /I G ) bands, determining a change in the geometry of carbon nanotubes, is very similar to the spectrum of pristine MwcnTs, signifying a favourable effect of high temperature (over 800ºC) and the improved quality of the material during a nanotubes decoration process in an oven. Functionalisation, starting a synthesis of CNTs-NPs nanocomposites, results in a decreased quality of the material, as described in the authors' earlier work [24].…”

Investigations of Electron Properties of Carbon Nanotubes Decorated with Platinum Nanoparticles with Their Varying Fraction

“…The chemical functionalisation of carbon nanotubes enables developing completely new composite materials combining the unique properties of nanotubes and other materials, where it becomes possible to control their electrical, mechanical, thermal, and optical properties [10][11][12][13][14][15]. The results of own research and the research pursued by research institutions [16][17][18][19][20][21][22][23] confirm that deposition of nanoparticles of noble metals such as Pd, Pt, Rh, and Au onto a surface of carbon nanotubes may contribute to a substantially higher density of carriers of free loads and hence to nanotubes' enhanced thermal and electrical conductivity. A practical application of the so developed nanotubes-nanoparticles type materials is sensors of selected chemical substances, including H 2 , CH 4 , and NO 2 [24].…”