Különbözõ szervetlen nanocsövek szintézise és képzõdési mechanizmusuk

Kiricsi Imre
Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszék, Szegedi Tudományegyetem, 6720 Szeged, Rerrich Béla tér 1

Bemutatjuk, hogy milyen módszereket alkalmaztunk anyagukban és alakjukban különbözõ nanocsövek elõállítására. A nanocsöveket szerkezetük szerint különböztetjük meg. Beszámolunk négyszög, spirális és kör metszetû szilikát, titanát és szén anyagú nanocsövekrõl.

Az anyagok elõállításához szól-gél módszert, szelektív átkristályosítást és szénhidrogének katalitikus bontását alkalmaztuk.

Megemlítjük a nanocsövek legfontosabb tulajdonságait és diszkutáljuk képzõdésük általunk valószínûnek tartott mechanizmusát. A nanocsövek jellemzését különbözõ mûszeres analitikai módszerekkel végeztük el. Elektronmikroszkópos vizsgálatokkal tanulmányoztuk a nanocsövek morfológiáját képzõdésük után és minden módosításukra szánt kísérletet követõen. A SEM és fõként TEM képek alapján határoztuk meg csövek átmérõjét, és ahol lehetett a csövek hosszát. A szintézis különbözõ fázisaiban vett minták elemzése révén pontosítottuk az egyes nanocsõ fajták képzõdésének mechanizmusát. A nitrogénadszorpciós izotermák analízise megadta a minták fajlagos felületét, amelynek változása a különbözõ kezelések hatására segített azok megértésében. Termoanalitikai mérésekkel tisztáztuk az egyes nanocsõ típusok termikus stabilitását. Az infravörös-spektroszkópiás technika különösen hasznosnak bizonyult a nanocsöveken végrehajtott módosítások követésében. A Raman spektroszkópia szerkezeti jellemzõkre adott választ. Az UV-VIS tartományban végzett mérések a nanocsövek bizonyos szerkezeti sajátságaira engedtek következtetni. Az ¹H és ²³Na MAS NMR mérések a titanát nanocsövek képzõdését segítették megérteni.

A vizsgált nanocsövek képzõdésére vonatkozó eredményeink azt mutatták, hogy a négyszög metszetû szilikát nanocsövek építõelemei vékony lapok, amelyek összerendezõdése eredményezi a csövet. A titanát csöveknél a titándioxidból erõs lúgos közegben leváló, titanát rétegek feltekeredése vezet a nanocsövek képzõdéséhez. A szén nanocsövek bemutatott CCVD szintézise során, a katalizátor szemcsén a szénforrásként elbomló szénhidrogén szénatomjai beoldódnak a fémszemcsébe majd a szemcsében túltelítõdött helyeken kilépnek abból és növekedni kezdenek. A kompozit nanocsövek másodlagos szintézissel készültek. Szén nanocsöveket bevontunk szilikáttal és a szén kiégetése után szilikát nanocsöveket nyertünk. Nanométer átmérõjõ mezopórusos anyagok templátjainak levegõtõl elzárt hevítését követõen a szilikát vázat leoldva szén nanocsövekhez jutottunk. Ezeket a példákat fogom részletesebben elemezni.

---