Nanomateriały węglowe (grafen, nanowłókna, nanorurki - CNT) są w ostatnich latach przedmiotem szczególnego zainteresowania wielu ośrodków naukowo - badawczych. Wynika to ze specyficznych właściwości mechanicznych, termicznych, elektrycznych
oraz chemicznych. Kompozyty otrzymywane w wyniku dekorowania nanorurek węglowych metalami znajdują szerokie zastosowanie, między innymi w katalizie, nanoelektronice, optoelektronice, nanobiotechnologii a także jako superkondensatory, czujniki gazów oraz biosensory. Zapotrzebowania na wysokowydajne i czyste źródła energii powodują szybki postęp w rozwoju urządzeń elektrochemicznych, takich jak ogniwa paliwowe. Przykładem takiego urządzenia może być ogniwo paliwowe zasilane bezpośrednio metanolem (Direct-Methanol Fuel Cell - DMFCs). Sprawność pracy ogniwa zależy w głównej mierze od dwóch elementów: membrany oraz elektro-katalizatora. W ostatnich latach  widoczne staje się ogromne zapotrzebowanie na elektro-katalizatory platynowe oraz katalizatory bimetaliczne platynowo-rutenowe, osadzone na materiale o dużej powierzchni właściwej, takie jak węgiel aktywny czy nanowłókna węglowe. Modyfikacja materiału węglowego czynnikami utleniającymi powoduje powstanie powierzchniowych grup funkcyjnych, przez co wpływa korzystnie na osadzanie platyny metalicznej.

W CMPW PAN prowadzone są badania nad syntezą, charakterystyką, oczyszczaniem
i modyfikacją nanorurek węglowych. Synteza prowadzona jest w oparciu o reakcję  katalitycznego dysproporcjonowania tlenku węgla, w sposób periodyczny.

W wyniku procesu otrzymujemy wysoko porowaty materiał węglowy w formie wielościennych nanorurek węglowych (MWCNTs). Opracowano metodę oczyszczania,
w wyniku której  uzyskujemy produkt o czystości powyżej 99% (Rys. 1, 2).

                                                Rys. 1 TEM nanorurek węglowych

                                 Rys. 2 HRTEM wielościennej nanorurki węglowej

Przeprowadzone zostały badania nad dekorowaniem otrzymanych nanorurek węglowych złotem i platyną, metodami chemicznymi, przy udziale czynnika redukującego. Obie metody dekorowania okazały się skuteczne, co potwierdzono metodami dyfrakcji rentgenowskiej oraz technikami skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej (Rys. 3, 4).

                                                Rys. 3 SEM kompozytu Au/CNT

                                               Rys. 4 TEM kompozytu Pt/CNT

Otrzymane kompozyty Au/CNT oraz Pt/CNT stanowią doskonały materiał  do zastosowania w różnych obszarach badawczych, ze szczególnym uwzględnieniem ogniw paliwowych (wykorzystanie uzyskanych produktów jako anod w DMFCs). W perspektywie dalszych badań przewiduje się syntezę kompozytów z wykorzystaniem innych metali szlachetnych, takich jak pallad, iryd, srebro i ruten.

Jesteśmy zainteresowani współpracą zarówno z ośrodkami badawczymi jak i przemysłem
w zakresie zastosowania oczyszczanych oraz modyfikowanych chemicznie nanorurek węglowych, a także kompozytów metal - nanorurka oraz polimer – nanorurka.

1.        B. Liszka, A. Krztoń, M. Pawlyta, Carbon nanomaterials from carbon monoxide, VIII Toruńskie Sympozjum Węglowe, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Wydział Matematyki i Informatyki, Toruń, 02-05.09.2009.

2.        B. Liszka, A. Krzton, M. Pawlyta, Carbon nanomaterials from carbon monoxide using nickel and cobalt catalysts, Acta Physica Polonica A (w druku).

3.        L. A. Dobrzanski, M. Pawlyta, A. Krzton, B. Liszka, Ch.W. Tai, W. Kwasny, Synthesis and characterization of carbon nanotubes decorated with gold nanoparticles, Acta Physica Polonica A (w druku).

• Legal notice:
  

  Copyright (c) Pielaszek Research, all rights reserved.
  The above materials, including auxiliary resources, are subject to Publisher's copyright and the Author(s) intellectual rights. Without limiting Author(s) rights under respective Copyright Transfer Agreement, no part of the above documents may be reproduced without the express written permission of Pielaszek Research, the Publisher. Express permission from the Author(s) is required to use the above materials for academic purposes, such as lectures or scientific presentations.
  In every case, proper references including Author(s) name(s) and URL of this webpage: https://science24.com/paper/23260 must be provided.