Shema de realizare a proiectului PN 18 13 01 02 - Etapa a IV-a


Faza nr. 16

Responsabil: Dr. Florian Dumitrache

Termen de predare: 10.12.2018

Titlu: "Sinteza de nanoparticule de carbon dopate cu N, B, S cu suprafata specifica ridicata si caracterizarea morfo-structurala a acestora functie de parametrii de sinteza - partea a- II -a"

Rezumat: Sunt avute in vedere imbunatatirea parametrilor de sinteza si caracterizarea morfo-structurala amanuntita a nanostructurilor carbonice dopate cu B si/sau N vizand obtinerea de nanomateriale cu suprafata specifica mare si dopaj de heteoatomi ridicat. Experimentele au fost realizate utilizand tehnica de piroliza laser in care pentru prima data se folosesc ca sensibilizatori principali (agenti de transfer energetic) amoniacul si diboranul. Ambele gaze au un rol dublu de donor de heteroatom si de senzitivant. Sursa principala de carbon a fost acetilena uneori mixata sau inlocuita cu etena. Materialul obtinut are o structura turbostratica si contin nanopulberi cvasisferice organizate in agregate sub forma de lanturi. In cazul nano-carbonului dopat cu N se observa ca prin cresterea procentului de amoniac in amestecul reactiv se determina cresterea dopajului cu N, insa de la o anumita valoare rata de productivitate scade dramatic amoniacul blocand generarea de specii condensabile carbonice. Amestecul de acetilena si amoniac pare a fi solutia optima pentru a genera nano-carbon dopat cu N ; introducerea vaporilor de EDA in special conduce la cresterea concentratiei de N pana aproape de 10 at.%. Se raporteaza un dopaj cu N de pana la 7 at.% si o valoare BET de pana la 31 m2/g. In contrast diboranul genereaza o rata de productivitate ridicata a pulberii de carbon dopate cu B indiferent ce combinatie de hidrocarburi este aleasa aleasa (acetilena-etena); pentru un procent ridicat de B este recomandabil sinteza doar cu etena ca sursa de carbon. Analizele XPS si EDX confirma dopajul intim al nanocarbonului cu B dupa eliminarea nanocristalelor bogate in B prin tratare termica si spalare. Probele tratate si spalate indica prezenta B in legatura cu C dominant si cu O minoritar cu a un dopaj cu B de pana la 7.5 at.% si o valoare BET de pana la 200 m2/g. Utilizarea amoniacului si diboranului concomitent desi dificila conduce la sinteza de nanostructuri de carbon dopate simultan cu N si B.