Initial competing chemical pathways during floating catalyst chemical vapor deposition carbon nanotube growth

催化作用 化学气相沉积 碳纳米管 成核 化学工程 离解(化学) 化学 二茂铁 分解 化学反应 碳纤维 材料科学 无机化学 纳米技术 有机化学 物理化学 工程类 复合材料 复合数 电化学 电极
作者
Ben McLean,Esko I. Kauppinen,Alister J. Page
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:129 (4) 被引量:32
标识
DOI:10.1063/5.0030814
摘要

Ferrocene (Fc) is an effective precursor for the direct synthesis of high quality single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) via floating catalyst chemical vapor deposition (FCCVD). However, the formation mechanism of the Fe floating catalyst and the SWNCT growth precursors, such as carbon chains, during Fc decomposition are not well understood. Here, we report first principles nonequilibrium quantum chemical molecular dynamics simulations that investigate the decomposition of Fc during FCCVD. We examine the influence of additional growth precursors including ethylene, methane, CO, and CO2 on the Fc decomposition mechanism and show that the dissociation of these species into C2Hx radicals and C atoms provides the key growth agents for the nucleation of carbon chains from Fc-derived species such as cyclopentadienyl rings. Without an additional growth precursor, Fc decomposes via the spontaneous cleavage of Fe–C and C–H bonds, thereby enabling Fe atoms to cluster and form the floating catalyst. On the basis of these simulations, we detail the two competing chemical pathways present during the initial stages of FCCVD: Fe catalyst nanoparticle growth and carbon chain growth. The latter is accelerated in the presence of the additional growth precursors, with the identity of the precursor determining the nature of the balance between these competing pathways.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
木之木完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
沫哈完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
2秒前
SSS完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
该饮茶了发布了新的文献求助20
2秒前
Yi羿完成签到 ,获得积分10
2秒前
tang应助Alan采纳,获得10
3秒前
小立发布了新的文献求助10
3秒前
清风发布了新的文献求助10
3秒前
Midumi发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
盛开吧完成签到,获得积分20
4秒前
Lucas应助小欣采纳,获得10
4秒前
nelsonpence发布了新的文献求助10
4秒前
万金油发布了新的文献求助10
4秒前
99876应助专一的碧彤采纳,获得10
4秒前
科研阿白完成签到,获得积分10
4秒前
凌时爱吃零食应助dragon采纳,获得20
4秒前
周小物完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
甜酒果发布了新的文献求助50
5秒前
5秒前
5秒前
魔修发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
传奇3应助洛洛采纳,获得10
6秒前
我是老大应助123采纳,获得30
6秒前
6秒前
sw发布了新的文献求助10
6秒前
ACCEPT完成签到,获得积分10
7秒前
SSS发布了新的文献求助10
7秒前
丘比特应助廉穆采纳,获得10
7秒前
充电宝应助123采纳,获得10
7秒前
tyccc完成签到,获得积分10
7秒前
li发布了新的文献求助10
7秒前
爱沫哈完成签到,获得积分10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7760406
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9305522
关于积分的说明 20289240
捐赠科研通 7344704
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3312811
关于科研通互助平台的介绍 2463285
邀请新用户注册赠送积分活动 2326942