The Influences of Oxygen Concentration and External Heating on Carbon Nanotube Growth in Diffusion Flame

碳纳米管 材料科学 扩散 增长率 扩散火焰 氧气 体积流量 燃烧 碳纤维 极限氧浓度 化学工程 绝热火焰温度 温度梯度 纳米技术 机械 热力学 复合材料 化学 有机化学 工程类 物理 复合数 燃烧室 数学 量子力学 几何学
作者
Lei Li,Muhammad Thalhah Zainal,Mohd Fairus Mohd Yasin,Norikhwan Hamzah,Mohsin Mohd Sies,Muhammad Noor Afiq Witri Muhammad Yazid,Shokri Amzin,Aizuddin Supee
标识
DOI:10.37934/cfdl.13.12.4562
摘要

Tight control of the carbon nanotube (CNT) synthesis process in flames remains a challenge due to the highly non-uniform gradient of flame thermochemical properties. The present study aims to establish a baseline model for flame-enhanced chemical vapor deposition (FECVD) synthesis of CNT and to analyze the CNT growth region at varying flame and furnace conditions. The numerical model comprises a computational fluid dynamics (CFD) simulation that is coupled with the CNT growth rate model to simulate the flow field within the furnace and the CNT growth respectively. Validation of the flame shape, flame length, and temperature profile are carried with a reasonable comparison to experimental measurements. A parametric study on the effects of furnace heating capacity and oxidizer concentration is conducted. The results of the CNT growth rate model reveal that there is a positive correlation between the heater power and CNT length. Supplying a higher concentration oxidizer at a fixed furnace power is predicted to result in further improvement in CNT length and high yield region. Flame structure analysis showed that with the heater turned on at 750 W (corresponding to heat flux of 21,713W/m2), the growth region expands twofold when oxygen concentration is increased from 19% to 24%. However, the growth region shrinks when the oxygen concentration is further increased to 27% which indicates depletion of carbon source for CNT growth due to excess oxygen. The finding of this research could guide and optimize the experiment of the flame-assisted CNT production in the future.

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
Present完成签到,获得积分10
刚刚
碗碗豆喵完成签到 ,获得积分10
3秒前
KK完成签到 ,获得积分10
5秒前
俭朴的一曲完成签到,获得积分10
8秒前
gelinhao完成签到,获得积分10
9秒前
MinQi完成签到,获得积分10
14秒前
研究生吗喽完成签到,获得积分10
15秒前
kangkang完成签到 ,获得积分10
16秒前
平凡完成签到,获得积分10
24秒前
自来也完成签到,获得积分10
24秒前
文艺的冬卉完成签到,获得积分20
24秒前
倾听昆语完成签到 ,获得积分10
29秒前
温文尔雅完成签到,获得积分10
34秒前
鑫鑫完成签到 ,获得积分10
38秒前
Lotus完成签到,获得积分10
42秒前
ken131完成签到 ,获得积分10
45秒前
朝阳CAAS完成签到 ,获得积分10
45秒前
西溪浅浅完成签到 ,获得积分10
51秒前
gxpjzbg完成签到,获得积分10
51秒前
A.M完成签到 ,获得积分10
56秒前
噜噜晓完成签到 ,获得积分10
57秒前
风不尽,树不静完成签到 ,获得积分10
58秒前
jjyy应助科研通管家采纳,获得10
58秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
58秒前
然来溪完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wxxz完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
kento完成签到,获得积分0
1分钟前
好的昂完成签到,获得积分10
1分钟前
samuel完成签到,获得积分10
1分钟前
辛勤的大帅完成签到,获得积分10
1分钟前
哈哈完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
亚尔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
YiWei完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
李某完成签到 ,获得积分10
1分钟前
周运完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
奥特超曼完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
中华人民共和国出版史料(1954)第6卷 1000
Applied Survey Data Analysis (第三版, 2025) 800
Narcissistic Personality Disorder 700
Assessing and Diagnosing Young Children with Neurodevelopmental Disorders (2nd Edition) 700
Handbook of Experimental Social Psychology 500
The Martian climate revisited: atmosphere and environment of a desert planet 500
建国初期十七年翻译活动的实证研究. 建国初期十七年翻译活动的实证研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3845648
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3387867
关于积分的说明 10550752
捐赠科研通 3108492
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1712872
邀请新用户注册赠送积分活动 824532
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 774877