Модификација једнослојних угљеничних нанотуба електромагнетним зрачењем из видљиве, инфрацрвене и микроталасне области

Abstract

Резиме: Утицај електромагнетног зрачења на једнослојне угљеничне нанотубе јепредмет интензивног проучавања. У оквиру ове докторске дисертације испитаноје дејство електромагнетног зрачења из видљиве, инфрацрвене и микроталаснеобласти на танке слојеве једнослојних угљеничних нанотуба депонованихвакуумском филтрацијом. У оквиру дисертације су коришћене нанотубе двапроизвођача, које су добијене методом хемијске депозиције из парне фазе али узупотребу различитог катализатора. Танки слојеви угљеничних нанотубадепоновани методом вакуумске филтрације су испитани раманскомспектроскопијом помоћу три ексцитациона ласера: 532, 633 и 780 nm имикроскопијом атомских сила. Установљено је да 532 nm ласер испитује стање наповршини узорка, док са друге стране ласер на 780 nm испитује целу запреминуузорка. Последице озрачивања ОПО ласером различитих таласних дужина изобласти видљивог зрачења су декомпозиција, фотооксидација и издвајање изснопова. Издвајање из снопова и уклањање угљеничних нечистоћа се јављајунакон динамичке оксидације. Осим тога, приликом динамичке оксидације можедоћи до сагоревања нанотуба мањих пречника. Изотермална оксидација имаразличит утицај на нанотубе коришћене у склопу ове дисертације, што јепоследица различитих катализатора коришћених за време синтезе. Озрачивањемикроталасима изазива повећање температуре узорка током озрачивања, али недоводи до селективне деструкције једног типа нанотуба. Дејство микроталаса наструктуру угљеничних нанотуба се махом манифестује у издвајању појединихнанотуба из снопова.

The influence of electromagnetic waves upon single wall carbon nanotube isthe subject of great scientific interest. In this PhD thesis a detailed study of the influenceof electromаgnetic radiation from visible, infrared and microwave regions upon thinfilms of single wall carbon nanotubes prepared by vacuum filtration is presented. In thisPhD thesis carbon nanotubes from two different suppliers were used; both weresynthesized by chemical vapor deposition method but with different catalyst. Thin filmsof carbon nanotubes deposited by vacuum filtration method are characterized by Ramanspectroscopy using three excitation lines: 532, 633 and 780 nm and by atomic forcemicroscopy. It was established that the 532 nm excitation line probes the surface ofnanotube films, while the 780 nm excitation line probes the bulk of films. The effects ofOPO laser with radiation of different wavelengths upon thin films of carbon nanotubesare decomposition, photooxidation and debundling. Debundling and deffective carbonremoval is the major effect of dynamic oxidation. Also, dynamic oxidation can causethe removal of small diameter nanotubes. Isothermal oxidation causes different effectson carbon nanotubes from different suppliers, which is the consequence of the catalystsused during synthesis. Microwave irradiation upon carbon nanotubes results intemperature increase of the samples during irradiation, but selective destruction of onetype of SWCNT was not observed. Major effect of microwave irradiation wasdebundling.