Методи дослідження будови та чистоти вуглецевих нанотрубок (Огляд)

Протягом декількох останніх десятиліть вуглецеві нанотрубки поступово стають важливим індустріальним матеріалом. Недостатність та несистематичність інформації щодо методів дослідження чистоти та будови вуглецевих нанотрубок призводить до неможливості зіставлення результатів, одержаних різними автора...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2016
Автори:	Вавриш, А.С., Марчук, Ю.В., Праженнік, Ю.Г.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут газу НАН України 2016
Назва видання:	Энерготехнологии и ресурсосбережение
Теми:	Нанотехнологии в энергетике
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/131212
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Методи дослідження будови та чистоти вуглецевих нанотрубок (Огляд) / А.С. Вавриш, Ю.В. Марчук, Ю.Г. Праженнік // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2016. — № 1. — С. 32-48. — Бібліогр.: 72 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-131212
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1312122018-03-18T03:02:36Z Методи дослідження будови та чистоти вуглецевих нанотрубок (Огляд) Вавриш, А.С. Марчук, Ю.В. Праженнік, Ю.Г. Нанотехнологии в энергетике Протягом декількох останніх десятиліть вуглецеві нанотрубки поступово стають важливим індустріальним матеріалом. Недостатність та несистематичність інформації щодо методів дослідження чистоти та будови вуглецевих нанотрубок призводить до неможливості зіставлення результатів, одержаних різними авторами. Ця стаття є оглядом наукової літератури з єдиною метою - розглянути та підсумувати такі існуючі методи, як скануюча електронна мікроскопія, просвічуюча електронна мікроскопія, спектроскопія комбінаційного розсіювання світла, термогравіметричні методи аналізу, а також адсорбції газу для вивчення поверхні. Зроблено огляд існуючих дефектів у графеновому шарі та нанотрубках. На протяжении нескольких последних десятилетий углеродные нанотрубки постепенно становятся важным индустриальным материалом. Недостаточность и несистематичность информации касательно методов исследования чистоты и структуры углеродных нанотрубок приводит к невозможности сопоставления результатов, полученных разными авторами. Эта статья представляет собой обзор научной литературы с единственной целью — рассмотреть и обобщить такие существующие методы, как сканирующая электронная микроскопия, просвечивающая электронная микроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния света, термогравиметрические методы анализа, а также адсорбции газа для изучения поверхности. Сделан обзор существующих дефектов в графеновых слоях и нанотрубках. During the last several decades carbon nanotubes have gradually become an important industrial material. Insufficiency and no systematic information on research methods and purity of structure leads to the impossibility of comparing the results obtained by different authors. This article is a review of the scientific literature on the only goal to review and summarize existing methods such as scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, Raman, termogravimetric analysis and study of the adsorption of gas to the surface. The review of existing defects in graphene layers and nanotubes has also been made in this article. 2016 Article Методи дослідження будови та чистоти вуглецевих нанотрубок (Огляд) / А.С. Вавриш, Ю.В. Марчук, Ю.Г. Праженнік // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2016. — № 1. — С. 32-48. — Бібліогр.: 72 назв. — укр. 0235-3482 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/131212 620.22:621.3.049.7 uk Энерготехнологии и ресурсосбережение Інститут газу НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Нанотехнологии в энергетике Нанотехнологии в энергетике
spellingShingle	Нанотехнологии в энергетике Нанотехнологии в энергетике Вавриш, А.С. Марчук, Ю.В. Праженнік, Ю.Г. Методи дослідження будови та чистоти вуглецевих нанотрубок (Огляд) Энерготехнологии и ресурсосбережение
description	Протягом декількох останніх десятиліть вуглецеві нанотрубки поступово стають важливим індустріальним матеріалом. Недостатність та несистематичність інформації щодо методів дослідження чистоти та будови вуглецевих нанотрубок призводить до неможливості зіставлення результатів, одержаних різними авторами. Ця стаття є оглядом наукової літератури з єдиною метою - розглянути та підсумувати такі існуючі методи, як скануюча електронна мікроскопія, просвічуюча електронна мікроскопія, спектроскопія комбінаційного розсіювання світла, термогравіметричні методи аналізу, а також адсорбції газу для вивчення поверхні. Зроблено огляд існуючих дефектів у графеновому шарі та нанотрубках.
format	Article
author	Вавриш, А.С. Марчук, Ю.В. Праженнік, Ю.Г.
author_facet	Вавриш, А.С. Марчук, Ю.В. Праженнік, Ю.Г.
author_sort	Вавриш, А.С.
title	Методи дослідження будови та чистоти вуглецевих нанотрубок (Огляд)
title_short	Методи дослідження будови та чистоти вуглецевих нанотрубок (Огляд)
title_full	Методи дослідження будови та чистоти вуглецевих нанотрубок (Огляд)
title_fullStr	Методи дослідження будови та чистоти вуглецевих нанотрубок (Огляд)
title_full_unstemmed	Методи дослідження будови та чистоти вуглецевих нанотрубок (Огляд)
title_sort	методи дослідження будови та чистоти вуглецевих нанотрубок (огляд)
publisher	Інститут газу НАН України
publishDate	2016
topic_facet	Нанотехнологии в энергетике
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/131212
citation_txt	Методи дослідження будови та чистоти вуглецевих нанотрубок (Огляд) / А.С. Вавриш, Ю.В. Марчук, Ю.Г. Праженнік // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2016. — № 1. — С. 32-48. — Бібліогр.: 72 назв. — укр.
series	Энерготехнологии и ресурсосбережение
work_keys_str_mv	AT vavrišas metodidoslídžennâbudovitačistotivuglecevihnanotrubokoglâd AT marčukûv metodidoslídžennâbudovitačistotivuglecevihnanotrubokoglâd AT praženníkûg metodidoslídžennâbudovitačistotivuglecevihnanotrubokoglâd
first_indexed	2025-07-09T15:00:54Z
last_indexed	2025-07-09T15:00:54Z
_version_	1837181967305539584
fulltext	1. Ââåäåííÿ Ó 1991 ð. â æóðíàë³ Nature âèéøëà ñòàòòÿ ²³äç³ìà, äå â³í ðîçïîâ³äàâ ïðî ñòðóêòóðíó ìîð- ôîëîã³þ áàãàòîñò³ííèõ âóãëåöåâèõ íàíîòðóáîê, ÿê³ âèÿâèâ çà äîïîìîãîþ ïðîñâ³÷óþ÷î¿ åëåê- òðîííî¿ ì³êðîñêîï³¿ ç âèñîêîþ ðîçä³ëüíîþ çäàòí³ñòþ òà äèôðàêö³ºþ åëåêòðîí³â [1]. Öÿ ñòàòòÿ ñòàëà â³äïðàâíîþ òî÷êîþ äëÿ áàãàòüîõ â÷åíèõ, ÿê³ âáà÷àëè ïåðñïåêòèâó ó âèêîðè- ñòàíí³ âóãëåöåâèõ íàíîòðóáîê (ÂÍÒ) ó ïðîìè- ñëîâîñò³ òà òåõí³ö³. Áåç ñóìí³â³â, ÷èñòîòà òà îä- íîð³äí³ñòü îòðèìàíèõ çðàçê³â áóëè îäíèì ³ç âàæëèâèõ ïèòàíü, ùî ïåðåøêîäîþ âèíèêëè íà øëÿõó äî øèðîêîãî âèêîðèñòàííÿ öüîãî ìà- òåð³àëó. ² äîñ³ äîñë³äíèêè çàäàþòüñÿ ïèòàííÿì, ÿê øâèäêî òà ÿê³ñíî âèçíà÷èòè ê³ëüê³ñòü íàíî- òðóáîê ó êóï³ ñàæ³, â³äð³çíèòè îäíîñò³íí³ òà áà- ãàòîñò³íí³ òðóáêè ÷è íàíîòðóáêè â³ä íàíîâîëî- êîí? Àäæå ïîä³áíà ³íôîðìàö³ÿ äóæå âàæëèâà äëÿ òåõí³÷íèõ õàðàêòåðèñòèê ìàòåð³àëó. Îòðèìàí³ ²³äç³ìîþ íàíîòðóáêè áóëè çðîá- ëåí³ ïðè åêñòðåìàëüíî âèñîêèõ òåìïåðàòóðàõ (áëèçüêî 3500 �Ñ) ç âèêîðèñòàííÿì äóãîâîãî ðîçðÿäó ì³æ ãðàô³òîâèìè åëåêòðîäàìè [1]. Òà- êîæ âèêîðèñòîâóþòü çíà÷íî íèæ÷³ òåìïåðàòóðè (áëèçüêî 700–950 �Ñ), ïðè öüîìó çàñòîñîâóþòü êàòàë³çàòîðè äëÿ õ³ì³÷íîãî îñàäæåííÿ ç ïàðîâî¿ ôàçè (ÑVD, Chemical Vapor Deposition). Öåé ìåòîä áóâ ðîçðîáëåíèé ó 1970-õ ðð. [2]. Ïðè áóäü-ÿêîìó ìåòîä³ îòðèìàííÿ ìàñèâ âóãëåöåâîãî ìàòåð³àëó, êð³ì ñàìèõ íàíîòðóáîê ç ð³çíèìè õà- ðàêòåðèñòèêàìè, íàðàõîâóº âåëèêó ê³ëüê³ñòü äîì³øîê (àìîðôíèé âóãëåöü, íàíî÷àñòèíêè ãðàô³òó, ÷àñòèíêè êàòàë³çàòîð³â òà ³í). Òîìó ðîçðîáêà ì³æíàðîäíèõ ñòàíäàðò³â äëÿ òåõí³÷- íèõ õàðàêòåðèñòèê âóãëåöåâèõ íàíîòðóáîê, à 32 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2016. ¹ 1 Íàíîòåõíîëîãèè â ýíåðãåòèêå ÓÄÊ 620.22:621.3.049.7 Âàâðèø À.Ñ., àñï³ðàíò, Ìàð÷óê Þ.Â., êàíä. òåõí. íàóê, Ïðàæåíí³ê Þ.Ã. ²íñòèòóò ãàçó ÍÀÍ Óêðà¿íè, Êè¿â âóë. Äåãòÿð³âñüêà, 39, 03113 Êè¿â, Óêðà¿íà, e-mail: antonina.v@gmail.com Ìåòîäè äîñë³äæåííÿ áóäîâè òà ÷èñòîòè âóãëåöåâèõ íàíîòðóáîê (Îãëÿä) Ïðîòÿãîì äåê³ëüêîõ îñòàíí³õ äåñÿòèë³òü âóãëåöåâ³ íàíîòðóáêè ïîñòóïîâî ñòàþòü âàæëè- âèì ³íäóñòð³àëüíèì ìàòåð³àëîì. Íåäîñòàòí³ñòü òà íåñèñòåìàòè÷í³ñòü ³íôîðìàö³¿ ùîäî ìå- òîä³â äîñë³äæåííÿ ÷èñòîòè òà áóäîâè âóãëåöåâèõ íàíîòðóáîê ïðèçâîäèòü äî íåìîæëèâîñò³ ñï³âñòàâëåííÿ ðåçóëüòàò³â, îòðèìàíèõ ð³çíèìè àâòîðàìè. Öÿ ñòàòòÿ º îãëÿäîì íàóêîâî¿ ë³òåðàòóðè ç ºäèíîþ ìåòîþ — ðîçãëÿíóòè òà ï³äñóìóâàòè òàê³ ³ñíóþ÷³ ìåòîäè, ÿê ñêà- íóþ÷à åëåêòðîííà ì³êðîñêîï³ÿ, ïðîñâ³÷óþ÷à åëåêòðîííà ì³êðîñêîï³ÿ, ñïåêòðîñêîï³ÿ êîìá³íàö³éíîãî ðîçñ³þâàííÿ ñâ³òëà, òåðìîãðàâ³ìåòðè÷í³ ìåòîäè àíàë³çó, à òàêîæ àäñîðáö³¿ ãàçó äëÿ âèâ÷åííÿ ïîâåðõí³. Çðîáëåíî îãëÿä ³ñíóþ÷èõ äåôåêò³â ó ãðàôåíîâîìó øàð³ òà íàíîòðóáêàõ. Á³áë. 72, ðèñ. 3. Êëþ÷îâ³ ñëîâà: âóãëåöåâ³ íàíîòðóáêè, äåôåêòè, ìåòîäè äîñë³äæåííÿ. � Âàâðèø À.Ñ., Ìàð÷óê Þ.Â., Ïðàæåíí³ê Þ.Ã., 2016 òàêîæ ìåòîäè îö³íêè öèõ ïîêàçíèê³â º äóæå âàæëèâèìè. Íàö³îíàëüíå êîñì³÷íå àãåíñòâî Àìåðèêè (NASA) ðàçîì ç Íàö³îíàëüíèì ³íñòèòóòîì ñòàí- äàðò³â òà òåõíîëîã³¿ ÑØÀ (NIST, National Insti- tute of Standards and Technology) ðîçðîáèëè ³íñòðóêö³þ ùîäî ìåòîä³â äîñë³äæåííÿ îä- íîñò³ííèõ ÂÍÒ [3]. Ñïèðàþ÷èñÿ íà öþ ³íñò- ðóêö³þ, ââàæàºìî, ùî ³íòåðåñ ñòàíîâëÿòü òàê³ õàðàêòåðèñòèêè òà âèì³ðþâàííÿ: 1) òèïè âóãëå- öåâèõ íàíîòðóáîê (îäíîñò³íí³ ÷è áàãàòîñò³íí³, êîíöåíòðè÷í³ öèë³íäðè ÷è ñêëàäåí³ ÷àøå÷êè, ê³ëüê³ñòü ñò³íîê); 2) êîíô³ãóðàö³ÿ ê³íö³â íàíî- òðóáîê (çàêðèò³, â³äêðèò³, êàïñóëüîâàí³ êà- òàë³çàòîðîì); 3) îïèñ áóäü-ÿêî¿ ðîçãàëóæåí- íîñò³; 4) øèðèíà òà ä³àìåòð âíóòð³øíüî¿ ñò³íêè ÷è òðóáêè (ñåðåäíÿ òà ä³àïàçîí); 5) ìîðôîëîã³ÿ íàíîòðóáêè óçäîâæ äîâãî¿ îñ³ (ïðÿì³, âèãíóò³, çâ’ÿçàí³ ó ïó÷êè ÷è àãëîìåðàòè); 6) ïåðåâàãà ãåêñàãîíàëüíî¿ îð³ºíòàö³¿ ìàñèâó â ñåðåäèí³ òðóáîê âçäîâæ ¿õ îñåé; 7) ðîçì³ð ÷àñòèíîê êà- òàë³çàòîðà, ùî âèêîðèñòîâóâàâñÿ ó âèðîáíèöò- â³; 8) ìîëåêóëÿðíà âàãà (ñåðåäíÿ òà ä³àïàçîí); 9) âëàñòèâîñò³ ÷àñòèíîê: ôîðìà, ðîçì³ð (ñåðåä- íÿ òà ðîçïîä³ë), âàãà, ïëîùà ïîâåðõí³ (ñåðåäíÿ òà ðîçïîä³ë), ñï³ââ³äíîøåííÿ ðîçïîä³ëó ïîâåðõ- íÿ/îá’ºì, àãðåãàö³ÿ/àãëîìåðàö³ÿ; 10) ñòðóê- òóðí³ äåôåêòè. 2. Â³äá³ð òà ï³äãîòîâêà çðàçê³â äî àíàë³çó Âïåðøå âóãëåöåâ³ íàíîòðóáêè áóëè âèÿâ- ëåí³ ÿê ïîá³÷íèé ïðîäóêò ïðèðîäíèõ òà ïðîìèñ- ëîâèõ ïðîöåñ³â [4]. Íàïðèêëàä, áàãàòîñò³íí³ ÂÍÒ áóëè çíàéäåí³ íà ë³ñîâèõ ïîïåëèùàõ òà ïðè ïðèãîòóâàíí³ ¿æ³ â äîìàøí³õ óìîâàõ íà ïðîïàí³ ÷è ïðè ñïàëþâàíí³ ïðèðîäíîãî ãàçó â ïå÷àõ [5, 6]. Îòðèìàííÿ â³äòâîðþâàíèõ òà ñòàòèñòè÷íî äîñòîâ³ðíèõ çðàçê³â íàðàõîâóº áàãàòî òðóä- íîù³â. Ç òî÷êè çîðó ëàáîðàòîðíèõ äîñë³äæåíü òà ïðîìèñëîâîãî âèêîðèñòàííÿ â³äá³ð ïðîá çà- ëåæèòü â³ä ïðèçíà÷åííÿ äîñë³äæóâàíîãî ìà- òåð³àëó. Òàê ñàìî, ÿê í³ îäèí ìåòîä äîñë³ä- æåííÿ íå õàðàêòåðèçóº ÂÍÒ ïîâí³ñòþ, æîäíà ç ôîðì ï³äãîòîâêè çðàçê³â íå ï³äõîäèòü äëÿ áóäü-ÿêèõ ìåòîä³â äîñë³äæåííÿ. Âóãëåöåâ³ òðóá- êè, ÿê ïðàâèëî, ã³äðîôîáí³. Òàêèì ÷èíîì, âîíè íå ëåãêî äèñïåðãóþòüñÿ ó âîä³. Âèêîðèñòàííÿ óëüòðàçâóêó äàº ðåçóëüòàò, àëå áåç äîäàâàííÿ ïîâåðõíåâî-àêòèâíèõ ðå÷îâèí (ÏÀÐ) íàíîòðóá- êè âèïàäóòü ³ç âîäíî¿ ñóñïåíç³¿ ïðîòÿãîì äåê³ëüêîõ õâèëèí. Âèêîðèñòàííÿ îðãàí³÷íèõ ðîç÷èííèê³â (íàïðèêëàä, àöåòîí, òîëóîë, õëî- ðîôîðì, ìåòàíîë òà åòàíîë) îñòàíí³ì ÷àñîì ñòà- ëî á³ëüø ïîøèðåíèì. Äëÿ ñïåêòðîñêîï³¿ çàì³ñòü äèñïåðñ³¿ â êþâåò³ çðàçêè ÂÍÒ ìîæóòü áóòè ðîçñ³ÿí³ çà äîïîìîãîþ àåðîãðàôó [7] íà ïðî- çîðèé ñëàéä. Ëåòê³ ðîç÷èííèêè âèïàðîâóþòü- ñÿ, à â ðàç³ âèêîðèñòàííÿ ÏÀÐ, çàëèøîê ñë³ä ðîçãëÿäàòè ç óðàõóâàííÿì âëàñòèâîñòåé îñ- òàíí³õ. Ïë³âêè íàíîòðóáîê ìîæóòü áóòè îòðè- ìàí³ ç ðîç÷èíó íà öåëþëî¿äíèõ ÷è òåôëîíî- âèõ ô³ëüòðàõ [7]. Ïîä³áí³ ïë³âêè äîáðå âè- â÷åí³ çà äîïîìîãîþ ñïåêòðîñêîï³¿ êîìá³íà- ö³éíîãî ðîçñ³þâàííÿ ñâ³òëà òà ñêàíóþ÷î¿ åëåê- òðîííî¿ ì³êðîñêîï³¿. Ó ðîáîò³ [8] äîñë³äæåíî ïîâåä³íêó ñåäèìåí- òàö³¿ â ðàìêàõ öåíòðèôóãóâàííÿ ÂÍÒ-âì³ñíîãî ìàòåð³àëó. Îòðèìàí³ äàí³ êîðåëþâàëèñÿ ç îï- òè÷íîþ ñïåêòðîñêîï³ºþ. Ïîä³áí³ ðåçóëüòàòè íàâåäåí³ äëÿ óëüòðàô³îëåòîâî¿ òà âèäèìî¿ îá- ëàñòåé ñïåêòðà ïîãëèíàííÿ [9]. Äî ïî÷àòêó óëüòðàçâóêîâî¿ îáðîáêè íàíîòðóáêè ³ñíóþòü ó âèãëÿä³ àãðåãàò³â òà ïó÷ê³â ó ñóñïåíç³¿, ³ â òàêî- ìó âèãëÿä³ íå ñïîñòåð³ãàºòüñÿ í³ÿêèõ âèíÿòêî- âèõ âëàñòèâîñòåé â óëüòðàô³îëåòîâîìó òà âèäè- ìîìó ñïåêòð³ ñâ³òëà. Ç âèêîðèñòàííÿì åíåðã³¿ óëüòðàçâóêó âäàºòüñÿ ïîäîëàòè âàíäåðâàëüñîâ³ ñèëè ì³æ ñóñ³äí³ìè òðóáêàìè, ùî ïðèçâîäèòü äî ðîçïëóòóâàííÿ àãðåãàò³â òà çá³ëüøåííÿ äèñ- ïåðñ³¿, à íà ñïåêòðàõ ìîæíà ñïîñòåð³ãàòè ïîÿâó ð-ïëàçìîâîãî ï³êó. ²íôðà÷åðâîíà ñïåêòðîñêî- ï³ÿ, ÿê ïðàâèëî, çä³éñíþºòüñÿ íà íàíîòðóáêàõ, çì³øàíèõ ç áðîì³äîì êàë³þ àáî ïðåñîâàíèõ ó ãðàíóëè ÷è òàáëåòêè. Íåáàæàíèìè º çàëèøêè âîäè ÷è íàÿâí³ñòü êàðáîêñèëüíèõ ôóíêö³îíàëü- íèõ ãðóï. Ó ðîáîò³ [10] îïèñàíî íàãð³âàííÿ ïðåñîâà- íèõ çðàçê³â ïðîòÿãîì 24 ãîä çà òåìïåðàòóðè, áëèçüêî¿ äî òåìïåðàòóðè êèï³ííÿ âîäè. Ââàæà- ëîñÿ, ùî Î–Í-êîëèâàííÿ â³äáóâàþòüñÿ ó ìîëå- êóëàõ âîäè, à íå ó ôóêö³îíàëüíèõ ãðóïàõ, ìîæ- ëèâî, ïðèñóòí³õ ³ â íàíîòðóáêàõ. Ï³äãîòîâêà çðàçê³â äëÿ òåðì³÷íèõ ìåòîä³â àíàë³çó ïîòðåáóº 3–10 ìã ñóõîãî ïîðîøêó äëÿ îäíîãî âèì³ðó [11]. Ìåòîä Êàïëîâè÷îâî¿ [12], òàê çâàíèé ìå- òîä ðåïë³ê, ïðèçíà÷åíèé çàáåçïå÷èòè êðàùó ðå- ïðåçåíòàòèâí³ñòü îòðèìàíîãî ñèðîãî ìàòåð³àëó. Íàéá³ëüø ïîøèðåíèì º óëüòðàçâóêîâèé ìåòîä, äå çðàçîê ÂÍÒ ç³øêðÿáóþòü â îðãàí³÷íèé ðîç- ÷èííèê (åòàíîë, ìåòàíîë ÷è àöåòîí), îáðîáëÿ- þòü óëüòðàçâóêîì òà âèñàäæóþòü íà âóãëåöåâó ÷è ì³äíó ñ³òêó. 3. Ðîçì³ð òà ôîðìà âóãëåöåâèõ íàíîòðóáîê Ñåðåä íàéá³ëüø ïîøèðåíèõ ³íñòðóìåíò³â äëÿ õàðàêòåðèñòèêè ìîðôîëîã³¿ òà ðîçì³ð³â îòðèìàíèõ âóãëåöåâèõ íàíîòðóáîê ñêàíóþ÷à åëåêòðîííà ì³êðîñêîï³ÿ (ÑÅÌ) º íàéïîïó- ëÿðí³øèì, îñê³ëüêè âîíà äîçâîëÿº áåçïîñåðåä- íüî áà÷èòè äîñë³äæóâàí³ çðàçêè. Ñàìå çàâäÿêè ïðîñâ³÷óþ÷³é åëåêòðîíí³é ì³êðîñêîï³¿ ñòàëî Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2016. ¹ 1 33 ìîæëèâèì â³äêðèòòÿ âóãëåöåâèõ íàíîòðóáîê. Ó ñêàíóþ÷³é åëåêòðîíí³é ì³êðîñêîï³¿ (ÑÅÌ, scan- ning electron microscopy (SEM)) çîáðàæåííÿ ôîðìóºòüñÿ âòîðèííèìè ÷è â³äáèòèìè â³ä ïî- âåðõí³ äîñë³äæóâàíîãî çðàçêà åëåêòðîíàìè, à ó ïðîñâ³÷óþ÷³é (ÏÅÌ, transmission electron mi- croscopy (TEM)) — åëåêòðîíàìè, ùî ïðîéøëè êð³çü çðàçîê. Ö³ âëàñòèâîñò³ âèçíà÷àþòü ìîæëè- âîñò³ äàíèõ âèä³â åëåêòðîííî¿ ì³êðîñêîï³¿. ßêî- þñü ì³ðîþ ÑÅÌ º àíàëîãîì òðàäèö³éíî¿ îïòè÷- íî¿ ì³êðîñêîï³¿, ò³ëüêè ç á³ëüø âèñîêîþ ðîç- ä³ëüíîþ çäàòí³ñòþ. Öåé ìåòîä äîñë³äæåííÿ äàº çìîãó îòðèìàòè çîáðàæåííÿ òà îö³íèòè òàê³ çîâí³øí³ õàðàêòåðèñòèêè ÂÍÒ ÷è ìàòåð³àë³â íà ¿õ îñíîâ³, ÿê ìîðôîëîã³ÿ, çîâí³øí³ ðîçì³ðè, ïðèñóòí³ñòü äîì³øîê ³íøî¿ àëîòðîïíî¿ ôîðìè âóãëåöþ òà ³í. Ðåæèì ñêàíóâàííÿ äàº çìîãó îòèìàòè çîáðàæåííÿ ïîâåðõí³ ïåâíî¿ ä³ëÿíêè äîñë³äæóâàíîãî çðàçêà. Á³ëüø³ñòü ³íñòðóìåíò³â ÑÅÌ çäàòí³ ïîêàçàòè ñòðóêòóðè á³ëüøå í³æ 5 íì ó ä³àìåòð³, à íàéñêëàäí³ø³ ìîæóòü äîñÿãà- òè òî÷êè ðåçîëþö³¿ ìåíø í³æ 1 íì (íàïðèêëàä, ì³êðîñêîï ïîëüîâî¿ åì³ñ³¿ ç ìîíîõðîìàòîðîì). 3.1. ×èñòîòà âóãëåöåâèõ íàíîòðó- áîê. Ìåòîäîì ê³ëüê³ñíîãî âèçíà÷åííÿ â³äñîò- êîâîãî âì³ñòó íåáàæàíèõ äîì³øîê íà îäèíèöþ ïëîù³ â ìåæàõ âèá³ðêè çîáðàæåíü ÑÅÌ ìîæíà îö³íèòè ñòóï³íü ÷èñòîòè (íàïðèêëàä, 90 % òðóá- ÷àñòîãî ìàòåð³àëó, 5 % ñôåðè÷íèõ òà 5 % íåðå- ãóëÿðíèõ îá’ºêò³â). Ó ö³ëîìó äëÿ ñòàíäàðòíèõ õàðàêòåðèñòèê ðîáëÿòü çàïèñ çîáðàæåíü ïðè äî- äàòêîâèõ çá³ëüøåíí³ ó 20, 500, 2500, 5000, 15000 òà 50000 ðàç³â. Òàêèì ÷èíîì ìîæíà îö³íèòè ìîðôîëîã³þ çðàçêà â ö³ëîìó. Íàïðèê- ëàä, íà çá³ëüøåíí³ ó 20 òà 50 ðàç³â ìîæíà âñòà- íîâèòè çàãàëüíèé âèãëÿä äîñë³äæóâàíîãî çðàç- êà: ÷è ñêëàäàºòüñÿ â³í ç òðóá÷àñòèõ ïó÷ê³â, çà- ïëóòàíèõ òðóá÷àñòèõ îá’ºêò³â, êðóãëèõ àãëîìå- ðàò³â, ñóì³ø³ òðóáîê òà ³íøèõ ÷àñòèíîê íåïðà- âèëüíî¿ ôîðìè òîùî. Ïðè çá³ëüøåíí³ ó 2500 òà 5000 ðàç³â ìîæíà äàòè ê³ëüê³ñíó îö³íêó çàãàëü- íî¿ ïîâåðõí³, çàéíÿòî¿ òðóá÷àñòèìè îá’ºêòàìè, äëÿ òîãî, ùîá âèçíà÷èòè ñòóï³íü ÷èñòîòè ïîðîø- êîâîãî çðàçêó. Ùîá îòðèìàòè íàéòî÷í³øèé ìîð- ôîëîã³÷íèé îïèñ, ïîòð³áíî ïðîàíàë³çóâàòè õî÷à á ï’ÿòü ÑÅÌ-çîáðàæåíü ç ð³çíèì çá³ëüøåííÿì. 3.2. Ä³àìåòð òà äîâæèíà âóãëåöåâèõ íàíîòðóáîê. Ä³àìåòðè áàãàòîñò³ííèõ íàíî òðóáîê ìîæóòü áóòè ïðèáëèçíî îö³íåí³ ç ÑÅÌ-çîáðàæåíü, çàïèñàíèõ ïðè ðîçøèðåíí³ á³ëüøå í³æ ó 20000 ðàç³â. Ðåïðåçåíòàòèâí³ ñå- ðåäí³ çíà÷åííÿ òà ðîçïîä³ë ä³àìåòð³â ìîæóòü áóòè îòðèìàí³ ç äåê³ëüêîõ íåçàëåæíèõ ÑÅÌ- çîáðàæåíü. Íèæíÿ ìåæà äîçâîëó ÑÅÌ äëÿ áà- ãàòîñò³ííèõ íàíîòðóáîê çíàõîäèòüñÿ â ä³àïàçîí³ 1–20 íì, òîìó îö³íêà ä³àìåòðó òðóáîê òà ¿õ ðîç- ïîä³ëó ïîòðåáóº ï³äòâåðäæåííÿ çà äîïîìîãîþ ³íøèõ ìåòîä³â äîñë³äæåííÿ. 34 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2016. ¹ 1 Ðèñ.1. Áóäîâà âóãëåöåâèõ íàíîòðóáîê: à — òðèñò³ííà; á — áàãàòîñò³ííà; â — çàãîñòðåíà; ã — ç³ãíóòà. Äëÿ òîãî, ùîá îïèñàòè âíóòð³øíþ ìîðôî- ëîã³þ áàãàòîñò³ííèõ âóãëåöåâèõ òðóáîê ïî- òð³áíî âèêîðèñòîâóâàòè ïðîñâ³÷óþ÷ó åëåê- òðîííó ì³êðîñêîï³þ (ÏEM, transmission elec- tron microscopy (ÒÅÌ)) òà ïðîñâ³÷óþ÷ó ì³ê- ðîñêîï³þ ç âèñîêîþ ðîçä³ëüíîþ çäàòí³ñòþ (HRTEM, high-resolution transmission electron microscopy). ßê âæå áóëî â³äì³÷åíî, ó ÏÅÌ çîáðàæåííÿ ôîðìóºòüñÿ çà ðàõóíîê åëåêòðîí³â, ùî ïðîéø- ëè êð³çü çðàçîê (ðèñ.1). Öå çàáåçïå÷óº ìîæ- ëèâ³ñòü â³çóàë³çóâàòè âíóòð³øíþ áóäîâó ÂÍÒ òà îòðèìàòè ³íôîðìàö³þ, íàïðèêëàä, ùîäî ê³ëüêîñò³ øàð³â, ì³æøàðîâî¿ äèñòàíö³¿, äåôåê- ò³â, íàÿâíîñò³ âóãëåöåâèõ äîì³øîê ó âíóòð³ø- íüîìó êàíàë³ òà ì³æøàðîâîìó ïðîñòîð³. Äîâæè- íà òðóáîê ìîæå áóòè îö³íåíà, ÿêùî âîíè ïðÿì³, ïîì³òí³ òà ëåãêî ðîçð³çíÿþòüñÿ. Òèì íå ìåíø, ÿêùî òðóáêè çàïëóòàí³, ìîæíà äîäàòêîâî ï³äãîòóâàòè çðàçîê (íàïðèêëàä, çá³ëüøèòè äèñ- ïåðñ³þ) òà ïðîâåñòè ïîâòîðíèé àíàë³ç. Ïðà- âèëüíà ³íòåðïðåòàö³ÿ çí³ìê³â ÏÅÌ ïîòðåáóº âè- ñîêî¿ êâàë³ô³êàö³¿ òà õîðîøîãî çíàííÿ äî- ñë³äæóâàíîãî îá’ºêòó, îñê³ëüêè òàê³ çí³ìêè º ïëîñêèìè äâîâèì³ðíèìè çîáðàæåííÿìè. 3.3. Áåçëàä òà êðèñòàë³÷í³ñòü. Ïðî- ñâ³÷óþ÷à ì³êðîñêîï³ÿ ç âèñîêîþ ðîçä³ëüíîþ çäàòí³ñòþ º äîïîì³æíèì ³íñòðóìåíòîì, ÿêèé ìî- æå áóòè âèêîðèñòàíèé â êîíêðåòíèõ âèïàäêàõ äëÿ âèçíà÷åííÿ ðîçòàøóâàííÿ òðóá÷àñòèõ ñòðóêòóð (íàïðèêëàä, êîíöåíòðè÷í³ òðóáêè ÷è âêëàäåí³ ñêðó÷åí³ ëèñòêè ãðàôåíó òèïó ÿëèíêà òîùî). Òàêîæ âàæëèâî âèçíà÷èòè ð³çíèöþ ì³æ íàíîòðóáêàìè òà íàíîâîëîêíàìè. Ó [13] áóëî çàïðîïîíîâàíî íàçèâàòè íàíîò- ðóáêàìè ïîâí³ñòþ ïîðîæíèñòó ñòðóêòóðó áåç áóäü-ÿêèõ ïåðåøêîä, à áóäü-ÿê³ òðóá÷àñò³ êîí- ñòðóêö³¿ ç ÷àñòêîâîþ (íàïðèêëàä, áàìáóêî- ïîä³áí³ [14], òåëåñêîï³÷í³ [15]) àáî ïîâíîþ îá- ñòðóêö³ºþ âíóòð³øíüî¿ ïîðîæíèíè [16] íàçèâà- òè íàíîâîëîêíàìè. Ñòðóêòóðà ÿëèíî÷êà [17] ñêëàäàºòüñÿ ç³ çãîðíóòèõ ãðàôåíîâèõ ñòð³÷îê, ùî óòâîðþþòü ñï³ðàë³, çàêðó÷åí³ êîíóñè, çàëè- øàþ÷è ïîðîæíèñòèé ñåðäå÷íèê, ÿêèé, çã³äíî ç âèçíà÷åííÿì, íàëåæèòü äî òðóáîê, à íå äî âîëî- êîí. Íàðåøò³ ÏÅÌ ç âèñîêîþ ðîçä³ëüíîþ çäàòí³ñòþ ìîæå áóòè äóæå êîðèñíèì ³íñò- ðóìåíòîì äëÿ âèçíà÷åííÿ ñòóïåíÿ êðè- ñòàë³÷íîñò³ ÂÍÒ ìàòåð³àë³â òà íàÿâíîñò³ àìîðô- íîãî âóãëåöþ, ïîêðèâàþ÷îãî çîâí³øí³ øàðè íà- íîòðóáîê [18]. Ñòóï³íü êðèñòàë³÷íîñò³ ìîæå áó- òè âñòàíîâëåíèé øëÿõîì ïåðåðàõóíêó øâèäêîãî ïåðåòâîðåííÿ Ôóð’º (FFT, fast Fourier trans- form) îäíîãî ñåãìåíòà òðóáêè ï³ä ÏÅÌ ç âèñî- êîþ ðîçä³ëüíîþ çäàòí³ñòþ: ÿêùî FFT ñêëà- äàºòüñÿ ç âóçüêèõ ï³ê³â, ìàòåð³àë ìàº âèñîêó êðèñòàë³÷í³ñòü; ÿêùî ç øèðîêèõ — ìàòåð³àë íå º âèñîêîêðèñòàë³÷íèì. 3.4. Äåôåêòè. Äåôåêòè ìàþòü íàäçâè- ÷àéíî âàæëèâå çíà÷åííÿ ïðè âèçíà÷åíí³ ô³çèêî-õ³ì³÷íèõ âëàñòèâîñòåé êðèñòàë³â òà íà- íîñòðóêòóð, ó òîìó ÷èñë³ âóãëåöåâèõ íàíîòðó- áîê. Çîêðåìà, äåôåêòè ìîæóòü âïëèâàòè íà ìîðôîëîã³þ òà ôóíêö³îíàëüí³ñòü ÂÍÒ. Íà æàëü, íàäçâè÷àéíî âàæêî òî÷íî òà ê³ëüê³ñíî âèçíà÷èòè òèï äåôåêò³â, ùî ì³ñòÿòüñÿ â ãðàôå- íîâèõ øàðàõ. Äî òåïåð³øíüîãî ÷àñó äîñë³äíèêè òà â÷åí³ çìîãëè â³äð³çíèòè ¿õ á³ëüø-ìåíø ñèñòå- ìàòè÷íî. Çâè÷àéíî, çàâäàííÿì íà ìàéáóòíº áó- äå âèêîðèñòàííÿ äåôåêò³â äëÿ ðîçðîáêè íîâèõ òèï³â ÂÍÒ, ùî ìàòèìóòü âëàñòèâîñò³ äëÿ âèÿâ- ëåííÿ òèõ ÷è ³íøèõ ìîëåêóë àáî ïîë³ìåðíèõ ëàíöþã³â. Ó ö³ëîìó äåôåêòè âóãëåöåâî¿ ñòðóêòóðè ìîæíà ðîçä³ëèòè íà äâ³ ãðóïè. Äî ïåðøî¿ â³äíîñÿòüñÿ äåôåêòè, ïîâ’ÿçàí³ ç ïðèñóòí³ñòþ îá³ðâàíèõ ì³æàòîìíèõ çâ’ÿçê³â; âîíè õàðàêòå- ðèçóþòüñÿ ïîðóøåííÿì â³äíîñíîãî ðîçòàøóâàí- íÿ àòîì³â âæå â ïåðø³é êîîðäèíàö³éí³é ñôåð³. Äåôåêòè ö³º¿ ãðóïè ìîæóòü áóòè òî÷êîâ³ (âà- Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2016. ¹ 1 35 Ðèñ.2. Ôðàãìåíòè ãðàôåíîâîãî øàðó, ùî ì³ñòÿòü äåôåêòè. Ïðîñò³: 1 — ÷îòèðüîõêóòíèê; 2 — ï’ÿòèêóòíèê; 3 — ñåìè- êóòíèê; 4 — âîñüìèêóòíèê. Êîìá³íîâàí³ òîïîëîã³÷í³: 5 — ïàðí³ 5–7; 6 — 4–8; êîìá³íîâàí³ 7 — 7–4–7; 8 — 5–8–5; 9 — 4–8–8–4; 10 — 5–7–7–5; 11 — 4–8–7–5. êàíñ³¿, âáóäîâàí³ àòîìè), ë³í³éí³ (äèñëîêàö³¿) ÷è ïîâåðõíåâ³ (ì³æêðèñòàë³÷í³ êîðäîíè, ïî- âåðõíÿ êðèñòàë³â). Ïðèñóòí³ñòü äåôåêò³â òàêîãî òèïó ìàº ñèëüíèé âïëèâ íà âëàñòèâîñò³ êðè- ñòàë³â. Äåôåêòè äðóãî¿ ãðóïè ïîâ’ÿçàí³ ç ïîðó- øåííÿì ò³ëüêè äàëüíüîãî ïîðÿäêó ðîçïîëîæåí- íÿ àòîì³â ó êðèñòàë³÷íèõ ñòðóêòóðàõ: öå äåôåê- òè óïàêîâêè øàð³â òà òîïîãðàô³÷í³ äåôåêòè â áàãàòîøàðîâèõ ñòðóêòóðàõ. Äåôåêòè óïàêîâêè, ïîâ’ÿçàí³ ç³ çì³íîþ ïîðÿäêó ïîëîæåííÿ øàð³â, º ïðè÷èíîþ ïîë³òèï³çìó, àëå ìàëî âïëèâàþòü íà âëàñòèâîñò³. Òîïîëîã³÷í³ äåôåêòè øàð³â, íà- âïàêè, ìîæóòü ñèëüíî çì³íèòè ö³ âëàñòèâîñò³ òà º ïðè÷èíîþ ôîðìóâàííÿ ñòðóêòóð, ö³ëêîâèòî â³äì³ííèõ â³ä áåçäåôåêòíèõ ñòðóêòóð. 3.4.1. Ñòðóêòóðí³ äåôåêòè. Ñòðóê- òóðí³ äåôåêòè º íåäîë³êàìè, ÿê³ ñóòòºâî ñïîòâî- ðþþòü êðèâèçíó ÂÍÒ. Îñíîâîþ êàðêàñíèõ âóã- ëåöåâèõ íàíîòðóêòóð º ãðàôåíîâèé øàð, ïîáó- äîâàíèé ç àòîì³â âóãëåöþ, êîæíèé ç ÿêèõ çíà- õîäèòüñÿ ó ñòàí³ sp2-ã³áðèäèçàö³¿, çâ’ÿçàíèé ñèëüíèìè êîâàëåíòíèìè çâ’ÿçêàìè ç òðüîìà ñóñ³äí³ìè àòîìàìè, â ðåçóëüòàò³ ÷îãî àòîìè ðîç- òàøîâàí³ ó âåðøèíàõ ïðàâèëüíèõ øåñòèêóò- íèê³â. Ôîðìóâàííÿ êàðêàñíèõ âóãëåöåâèõ íàíî- ñòðóêòóð ç ôðàãìåíò³â ãðàôåíîâîãî øàðó º íàñë³äêîì äîäàâàííÿ â ö³ øàðè òîïîãðàô³÷íèõ äåôåêò³â, òîáòî ïåðåáóäîâè øàðó òàê, ùî, êð³ì øåñòèêóòíèê³â, ó éîãî ñòðóêòóð³ ç’ÿâëÿþòüñÿ ÷îòèðè-, ï’ÿòè-, ñåìè- òà âîñüìèêóòíèêè (ðèñ.2). Ïðèñóòí³ñòü ó ãðàôåíîâèõ øàðàõ òîïî- ëîã³÷íèõ äåôåêò³â äîâåäåíî åêñïåðèìåíòàëüíî [19, 20]. Òàê³ äåôåêòè ìîæóòü ç’ÿâëÿòèñÿ ó ñòàä³¿ ðîñòó ÷è î÷èñòêè íàíîìàòåð³àë³â, ó ðå- çóëüòàò³ ³îííîãî áîìáàðäóâàííÿ òà ³íøèõ ìå- òîä³â âïëèâó. Âèêðèâëåííÿ ãðàôåíîâîãî øàðó, çóìîâëåíå òîïîëîã³÷íèìè äåôåêòàìè, ìîæå áóòè ïîçèòèâ- íèì ÷è íåãàòèâíèì. Âèêðèâëåííÿ øàðó ÷îòèðè- ÷è ï’ÿòèêóòíèêîì (òîáòî òîïîëîã³÷íèìè äåôåê- òàìè 4 òà 5 â³äïîâ³äíî) ïðèéíÿòî íàçèâàòè ïî- çèòèâíèìè. Äåôîðìàö³¿ øàðó òîïîëîã³÷íèìè äå- ôåêòàìè, ÷èñëî ñòîð³í ó ÿêîãî á³ëüøå øåñòè, ââàæàºòüñÿ íåãàòèâíèìè [21, 22]. Òîïîëîã³÷í³ äåôåêòè ìîæóòü áóòè ïðîñòèìè ÷è êîìá³- íîâàíèìè. Ïðîñò³ äåôåêòè — öå îêðåì³ n-êóò- íèêè (äå n = 3, 4, 5, 7, 8...), ùî ì³ñòÿòüñÿ ó ãðàôåíîâîìó øàð³. Êîìá³íîâàí³ äåôåêòè ñêëà- äàþòüñÿ ç äâîõ ÷è á³ëüøî¿ ê³ëüêîñò³ ïðîñòèõ äåôåêò³â. Ð³çíèöÿ ì³æ ïðîñòèìè òà êîìá³- íîâàíèìè äåôåêòàìè º â òîìó, ùî ïðîñò³ äåôåê- òè ñïðè÷èíÿþòü äåôîðìàö³þ óñüîãî øàðó, à êîìá³íîâàí³, ñêëàäåí³ ç ïðîñòèõ, ñïðè÷èíÿþòü êðèâèçíó ïðîòèëåæíèõ çíàê³â, ìîæóòü ïðèçâî- äèòè äî ëîêàëüíîãî ñïîòâîðåííÿ ñòðóêòóðè. Ëî- êàëüíå ñïîòâîðåííÿ ãðàôåíîâîãî øàðó ìîæóòü âèçèâàòè ò³ëüêè êîìá³íîâàí³ äåôåêòè, ïàðàìåòð P äëÿ ÿêèõ ð³âíèé íóëþ [23]. Íàéá³ëüø âèâ÷å- íèìè òà íàéïîøèðåí³øèìè ç êîìá³íîâàíèõ äå- ôåêò³â º äåôåêò 5–7. Çà äîïîìîãîþ òàêîãî äå- ôåêòó ìîæíà ç’ºäíóâàòè íàíîòðóáêè ð³çíî¿ õ³ðàëüíîñò³ òà ä³àìåòðó. Ïîä³áí³ ç’ºäíàííÿ ñòà- íîâëÿòü ³íòåðåñ ÿê ãåòåðîïåðåõîäè â íàíîåëåê- òðîí³ö³. 3.4.2. Ïðîêðó÷óâàííÿ çâ’ÿçê³â. Ïðî- êðó÷óâàííÿ çâ’ÿçê³â ç’ÿâëÿºòüñÿ âíàñë³äîê ³çîìå- ðèçàö³¿ òà â³äáóâàºòüñÿ íà ïîâåðõí³ òðóáîê. Âî- íî ïðèçâîäèòü äî ëîêàëüíîãî ñïîòâîðåííÿ ãðà- ôåíîãî øàðó. Çíà÷íà óâàãà â äîñë³äæåííÿõ ïðèä³ëÿºòüñÿ äåôåêòó Ñòîóíà-Âåëüñà (äèâ. ðèñ.2) — êîìá³íîâàíîìó äåôåêòó 5–7–7–5, çàâ- äÿêè ÿêîìó ìîæëèâà ïëàñòè÷íà äåôîðìàö³ÿ íà- íîòðóáîê [24–26]. Ïðè îáåðòàíí³ çâ’ÿçê³â âóã- ëåöü — âóãëåöü ó ÷îòèðüîõ ñóñ³äí³õ øåñòèêóò- íèê³â óòâîðþþòüñÿ äâà ï’ÿòèêóòíèêè òà äâà ñå- ìèêóòíèêè, òàê çâàí³ Thrower-Stone-Wales (TSW-typå) äåôåêòè [27, 28]. Peter Thrower [27] áóâ ïåðøèì, õòî ïåðåäáà÷èâ íàÿâí³ñòü îäè- íàðíèõ ÷è ïîäâ³éíèõ ïàð 5–7 ê³ëåöü ó ãðàôåíî- âîìó øàð³. Stone òà Wales ïåðøèìè ïîÿñíèëè òà îáãðóíòóâàëè 90-ãðàäóñí³ ðîòàö³¿ â ôóëåðå- íàõ. Äåê³ëüêà ðîê³â òîìó ñï³âðîá³òíèêè Êàë³- ôîðí³éñüêîãî óí³âåðñèòåòó (Zettl Research Group) çìîãëè áåçïîñåðåäíüî ñïîñòåð³ãàòè 5–7 òà TSW-òèïó äåôåêòè â ³çîëüîâàíèõ ãðàôåíî- âèõ ïîâåðõíÿõ ç âèêîðèñòàííÿì ñêàíóþ÷î¿ åëåêòðîííî¿ ì³êðîñêîï³¿ [29]. 3.4.3. Ëåãóþ÷³ äåôåêòè. Ëåãóþ÷³ äå- ôåêòè âèíèêàþòü ïðè çàì³ùåíí³ àòîì³â âóãëåöþ ó ãðàôåíîâîìó øàð³ ÂÍÒ. Íàïðèêëàä, áóëî äî- âåäåíî, ùî àòîìè àçîòó òà áîðó ìîæóòü áóòè ââåäåí³ ó ñòðóêòóðó ÂÍÒ. Ó îáîõ âèïàäêàõ õ³ì³÷íà ðåàêö³éíà çäàòí³ñòü ïîâåðõí³ òðóáêè çðîñòàº: ó ïåðøîìó âèïàäêó ÷åðåç òå, ùî àçîò ìàº íà îäèí åëåêòðîí á³ëüøå, í³æ âóãëåöü, ó äðóãîìó — òîìó, ùî áîð ìàº íà îäèí åëåêòðîí ìåíøå, í³æ âóãëåöü. Òàêèì ÷èíîì, ö³ òèïè äå- ôåêò³â ìîæóòü áóòè âèêîðèñòàí³ äëÿ íàëàøòó- âàííÿ òèïó ïðîâ³äíîñò³ ó íàíîòðóáêàõ, ïî÷è- íàþ÷è â³ä n-òèïó ïðîâ³äíîñò³ (ëåãóâàííÿ àçî- òîì) äî p-òèïó ïðîâ³äíîñò³ (ëåãóâàííÿ áîðîì). Íåäàâí³ äîñë³äæåííÿ ïîêàçàëè, ùî òàê³ åëåìåí- òè, ÿê ôîñôîð, ñ³ðêà, êðåìí³é, à òàêîæ òàê³ ñïàðåí³ ëåãóþ÷³ åëåìåíòè, ÿê ôîñôîð-àçîò, ìî- æóòü áóòè ââåäåí³ â ãåêñàãîíàëüíó ðåø³òêó òà áàãàòîñò³íí³ âóãëåöåâ³ íàíîòðóáêè [30, 31]. 3.4.4. ²íø³ äåôåêòè âóãëåöåâî¿ ñòðóêòóðè. ²íø³, íå sp2-ã³áðèäèçîâàí³, äå- ôåêòè ìîæóòü áóòè ïðèñóòí³ ó ÂÍÒ òà îáóìîâ- ëåí³ íàÿâí³ñòþ âèñîêî¿ ðåàêö³éíî¿ çäàòíîñò³ àòîì³â âóãëåöþ. Öå îá³ðâàí³ çâ’ÿçêè, âóãëåöåâ³ ëàíöþãè, ì³æâóçëîâ³ â³ëüí³ àòîìè, ùî áóëè çà- 36 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2016. ¹ 1 õîïëåí³ ãðàôåíîâèìè øàðàìè, â³äêðèò³ êðà¿ íà- íîòðóáêè, ðåáðà, àäàòîìè òà âàêàíñ³¿ òà ³í. Ö³ äåôåêòè, ÿê ïðàâèëî, ñïîñòåð³ãàþòüñÿ çà äîïî- ìîãîþ ì³êðîñêîï³â ç âèñîêîþ ðîçä³ëüíîþ çäàòí³ñòþ (ðèñ.3). 4. Ñïåêòðàëüí³ ìåòîäè Âèïðîì³íþâàííÿ, ïîãëèíàííÿ, ðîçñ³þâàííÿ àáî ðåôðàêö³ÿ åëåêòðîìàãí³òíîãî âèïðîì³íþ- âàííÿ ìîæå ðîçãëÿäàòèñÿ ÿê àíàë³òè÷íèé ñèã- íàë, ùî íåñå ³íôîðìàö³þ ïðî ÿê³ñíèé òà ê³ëüê³ñíèé ñêëàä ðå÷îâèíè àáî ïðî éîãî ñòðóê- òóðó. ×àñòîòà (äîâæèíà õâèë³) âèïðîì³íþâàííÿ âèçíà÷àºòüñÿ ñêëàäîì äîñë³äæóâàíî¿ ðå÷îâèíè, à ³íòåíñèâí³ñòü âèïðîì³íþâàííÿ ïðîïîðö³éíà ÷èñëó ÷àñòèíîê, ùî âèêëèêàëè éîãî ïîÿâó, òîá- òî ê³ëüêîñò³ ðå÷îâèíè àáî êîìïîíåíòà ñóì³ø³. Êîæåí ç àíàë³òè÷íèõ ìåòîä³â çàçâè÷àé âèêîðè- ñòîâóº íå ïîâíèé ñïåêòð, ùî îõîïëþº ä³àïàçîí äîâæèíè õâèëü â³ä ðåíòãåí³âñüêèõ âèïðî- ì³íþâàíü äî ðàä³îõâèëü, à ëèøå éîãî ÷àñòèíó. Ñïåêòðàëüí³ ìåòîäè çàçâè÷àé ðîçð³çíÿþòü ïî ä³àïàçîíó äîâæèíè õâèëü ñïåêòðà, ùî º ðîáî- ÷èì äëÿ äàíîãî ìåòîäó. Ìåòîäè, ÿê³ ïðàöþþòü â ÓÔ, âèäèìîìó òà ²× ä³àïàçîí³, íàçèâàþòü îï- òè÷íèìè. Âîíè íàéá³ëüøå çàñòîñîâóþòüñÿ â ñïåêòðàëüíèõ ìåòîäàõ âíàñë³äîê ïîð³âíÿëüíî¿ ïðîñòîòè îáëàäíàííÿ äëÿ îòðèìàííÿ òà ðåºñò- ðàö³¿ ñïåêòðà. Ñïåêòðè îïòè÷íîãî ä³àïàçîíó º ðåçóëüòàòîì çì³íè åíåðã³¿ àòîì³â àáî ìîëåêóë. 4.1. Ðàìàí-ñïåêòðè. Ðàìàí³âñüêà ñïåê- òðîñêîï³ÿ º îäíèì ³ç âèä³â êîëèâàëüíî¿ ñïåê- òðîñêîï³¿ òà çàâäÿêè ñâî¿ì âëàñòèâîñòÿì äóæå øèðîêî âèêîðèñòîâóºòüñÿ ïðè äîñë³äæåíí³ âóã- ëåöåâèõ íàíîòðóáîê òà ³íøèõ àëîòðîïíèõ ôîðì âóãëåöþ. Äàíèé ìåòîä äîñë³äæåííÿ áàçóºòüñÿ íà òàê çâàíîìó åôåêò³ Ðàìàíà. Éîãî çì³ñò ïîëÿ- ãàº ó òîìó, ùî ïðè îïðîì³íåíí³ çðàçêó ìîíî- õðîìàòè÷íèì ñâ³òëîì âèíèêàº é ïðóæíå, é íå- ïðóæíå ðîçñ³þâàííÿ ïàäàþ÷èõ ïðîìåí³â. Ïðóæ- íå ðîçñ³þâàííÿ ìàº òó æ ñàìó äîâæèíó õâèë³ (ë³í³ÿ Ðåëåÿ), ùî é ïàäàþ÷å íà îá’ºêò âè- ïðîì³íþâàííÿ. Íåïðóæíå ìàº íåçíà÷í³ çñóâè (÷åðâîíèé ÷è áëàêèòíèé) â³äíîñíî ïàäàþ÷îãî âèïðîì³íþâàííÿ (ñòîêñîâà ÷è àíòèñòîêñîâà ë³í³¿). Íàïðÿìîê òà âåëè÷èíè öèõ çñóâ³â õàðàê- òåðèçóþòü ïðîöåñè, ùî ïðîõîäÿòü â îïðîì³- íåíîìó çðàçêó íà àòîìíîìó ð³âí³. Ðàìàí³âñüêèé ñïåêòð ÂÍÒ ìàº ðÿä õàðàêòðåíèõ îáëàñòåé. Ïî- ëîæåííÿ ñìóã íà øêàë³ ÷àñòîò ðàìàí³âñüêèõ çñóâ³â, ¿õ øèðèíà òà â³äíîñíà ³íòåíñèâí³ñòü íå- ñóòü ³íôîðìàö³þ ïðî ÷èñòîòó òà ïðî ð³çíî- ìàí³òí³ âëàñòèâîñò³ äîñë³äæóâàííèõ òðóáîê. 4.1.1. Ðàä³àëüíà äèõàþ÷à ìîäà. Ñìóãà ðàä³àëüíèõ äèõàþ÷èõ ìîä çíàõîäèòüñÿ â îá- ëàñò³ íèçüêèõ ÷àñòîò ñïåêòðà òà çóìîâëåíà ðàä³àëüíèìè êîëèâàííÿìè àòîì³â âóãëåöþ ó ñò³íêàõ íàíîòðóáêè. Öåé ï³ê â³äñóòí³é ó ãðàô³ò³. Íàÿâí³ñòü àáî ÷³òêà âèðàæåíí³ñòü ö³º¿ ñìóãè º õàðàêòåðèñòè÷íîþ îçíàêîþ ïðèñóòíîñò³ â äîñë³äæóâàíîìó çðàçêó îäíîñò³ííèõ íàíîòðó- áîê, òîìó ùî ó áàãàòîñò³ííèõ ðàä³àëüíèì êîëè- âàííÿì àòîì³â ïåðåøêîäæàþòü ñò³íêè ñóñ³äí³õ òðóáîê. Ñàìå ç ö³º¿ ïðè÷èíè âîíè äóæå íå- çíà÷í³, ³ äàíà ñìóãà íà ñïåêòð³ àáî çîâñ³ì íå âèäíà, àáî ñëàáî âèðàæåíà. ×àñòîòà ö³º¿ ìîäè çàëåæèòü â³ä ä³àìåòðà íàíîòðóáêè òà º îáåðíå- íî-ïðîïîðö³éíîþ äî íüîãî. ²íòåíñèâí³ñòü ö³º¿ ñìóãè øâèäêî çìåíüøóºòüñÿ ç³ çá³ëüøåííÿì ä³àìåòðà òà äîð³âíþº íóëþ, êîëè âíóòð³øí³é ä³àìåòð ïåðåâèùóº 2 íì [32, 33]. 4.1.2. G-band. Äðóãîþ õàðàêòåðíîþ îñîá- ëèâ³ñòþ ðàìàí³âñüêèõ ñïåêòð³â ÂÍÒ º íàÿâí³ñòü ó íèõ òàê çâàíî¿ G-ñìóãè, ÿêà º íàéá³ëüø ñèëü- íîþ çà ³íòåíñèâí³ñòþ òà çíàõîäèòüñÿ â îáëàñò³ 1500–1600 ñì–1. Äàíà ñìóãà çóìîâëåíà êîëè- âàííÿìè ñóñ³äí³õ àòîì³â âóãëåöþ ó ïëîùèí³ ãðàôåíîâîãî øàðó — òàê çâàí³ òàíãåíö³àëüí³ êîëèâàííÿ. Ó çàëåæíîñò³ â³ä ñòðóêòóðíî¿ äîñêî- íàëîñò³ òà âåëè÷èíè êðèâèçíè äàíîãî øàðó G-ñìóãà ìîæå â³äð³çíÿòèñÿ çà ÷àñòîòîþ òà ôîðìîþ. Ó ðàìàí³âñüêèõ ñïåêòðàõ ÷èñòîãî ãðàô³òó, íàïðèêëàä, G-ñìóãà ìàº âóçüêó òà íå- ðîçä³ëüíó ôîðìó. Öå íàñë³äîê âèñîêî¿ ñèìåòð³¿ òà íåíàïðóæåíîãî ñòàíó çâ’ÿçê³â ì³æ àòîìàìè âóãëåöþ ó ïëîùèí³ ãðàôåíîâèõ øàð³â äàíîãî ìàòåð³àëó. Ó ñò³íêàõ îäíîøàðîâèõ ÂÍÒ àòîìè âóãëåöþ ìîæóòü ñòâîðþâàòè êîëèâàííÿ ó ð³çíèõ, åíåðãåòè÷íî íå ³äåíòè÷íèõ, íàïðÿìêàõ. Íàéá³ëüøó ð³çíèöþ ïî åíåðã³¿ ìàþòü êîëèâàííÿ âçäîâæ òà âïîïåðåê â³ñ³ íàíîòðóáîê. Õ³ðàëü- í³ñòü, âèçíà÷àþ÷à õàðàêòåð åëåêòðîïðîâ³äíîñò³ ó ÂÍÒ, òàêîæ âïëèâàº íà òàê³ êîëèâàííÿ àòîì³â âóãëåöþ ó ñò³íêàõ òðóáîê. Òîìó ó ñïåê- òðàõ îäíîñò³ííèõ íàíîòðóáîê G-ñìóãà âèðîä- æóºòüñÿ ó äåê³ëüêà ñìóã, ùî óòâîðþþòü äâ³ ï³äãðóïè ñìóã: G+ òà G–. Ïîä³áíó êàðòèíó ìîæ- Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2016. ¹ 1 37 Ðèñ.3. ²íø³ òîïîëîã³÷í³ âóãëåöåâ³ äåôåêòè, íå sp2-ã³áðè- äèçàö³ÿ: 1 — âàêàíñ³¿; 2 — ðåáðà àáî îá³ðâàíèé êðàé; 3 — ì³æâóçëîâ³ àòîìè; 4 — àäàòîìè. íà ñïîñòåð³ãàòè é ó íàï³âïðîâ³äíèêîâèõ íàíî- òðóáêàõ, äå G-ñìóãà òàêîæ ìàº äóáëåòíó ñòðóê- òóðó, ïðè÷îìó îäèí ç ï³ê³â (G+) âèçâàíèé êîëè- âàííÿìè àòîì³â âçäîâæ â³ñ³ íàíîòðóáêè, à ³íøèé, ñëàáê³øèé çà ³íòåíñèâí³ñòþ òà ìåíüøî¿ ÷àñòîòè (G–), ïîâ’ÿçàíèé ç êîëèâàííÿìè ó ïåð- ïåíäèêóëÿðíîìó â³ñ³ íàïðÿìêó. Çñóâ âíèç ïî ÷àñòîò³ îñòàííüîãî ï³êà ïîâ’ÿçàíèé ç ïðè- ñóòí³ñòþ íåâåëèêî¿ ê³ëüêîñò³ íèçüêî÷àñòîòíèõ ôîíîííèõ ìîä, ùî êîëèâàþòüñÿ ó ïåðïåíäèêó- ëÿðíèõ ãðàôåíîâîìó øàðó íàïðÿìêàõ. Ó áàãà- òîñò³ííèõ ÂÍÒ îäíî÷àñíî â³äáóâàþòüñÿ êîëè- âàííÿ âåëèêî¿ ê³ëüêîñò³ àòîì³â âóãëåöþ, ðîçòà- øîâàíèõ ó ñò³íêàõ òðóáîê ð³çíîãî ä³àìåòðà ç ð³çíîþ êðèâèçíîþ. Öå ïðèçâîäèòü äî òîãî, ùî G-ñìóãà ó ñïåêòðàõ òàêèõ òðóáîê ì³ñòèòü äóæå áàãàòî áëèçüêî ðîçòàøîâàíèõ ìîä ³ òîìó º íå- ðîçä³ëüíîþ òà ñõîæîþ ïî ôîðì³ íà G-ñìóãó â ñïåêòðàõ ãðàô³òó, ëèøå ìàº á³ëüøó øèðèíó. Ó ñïåêòðàõ ìåòàëîâì³ñíèõ íàíîòðóáîê òàêîæ ñïî- ñòåð³ãàºòüñÿ ðîçùåïëåííÿ, G-ïèê îòîòîæíþ- ºòüñÿ ç êîëèâàííÿìè ïåðïåíäèêóëÿðíî â³ñ³, à êîëèâàííÿ óçäîâæ â³ñ³ ìàþòü äóæå íèçüêó ÷àñ- òîòó, ùî ïîâ’ÿçàíî ç ñèëüíîþ åëåêòðîííî-ôî- íîííîþ âçàºìîä³ºþ òà àíîìàë³ÿìè Êîíà. 4.1.3. D-band. Ñìóãà ðîçòàøîâàíà ó ä³à- ïàçîí³ 1250–1450 ñì–1 ðàìàí³âñüêèõ ñïåêòð³â óñ³õ âóãëåöåâèõ ìàòåð³àë³â, ó òîìó ÷èñë³ àìîðô- íîãî âóãëåöþ. ²íòåíñèâí³ñòü äàíî¿ ñìóãè õàðàê- òåðèçóº äåôåêòí³ñòü, òîáòî ñòóï³íü ïîðóøåííÿ ñèìåòð³¿ ³äåàëüíîãî ãðàô³òîâîãî øàðó ç sp2- ã³áðèäèçàö³ºþ àòîì³â âóãëåöþ. Ö³ äåôåêòè ìî- æóòü áóòè ñïðè÷èíåí³ íå³äåàëüí³ñòþ ãðàòêè íà- íîòðóáêè, à òàêîæ ïðèñóòí³ñòþ äîì³øîê. Ñàìå òîìó ñï³ââ³äíîøåííÿ ³íòåíñèâíîñò³ ñìóã D/G õàðàêòåðèçóº â³äíîøåííÿ ó äîñë³äæóâàíîìó çðàçêó ê³ëüêîñò³ ìàòåð³àë³â ç ð³çíîâïîðÿä- êîâàíîþ òà âïîðÿäêîâàíîþ ñòðóêòóðîþ òà ìîæå åôåêòèâíî âèêîðèñòîâóâàòèñÿ äëÿ âèçíà÷åííÿ ÷èñòîòè ÂÍÒ. Äëÿ õîðîøèõ çðàçê³â ñìóãà D íà äåê³ëüêà ïîðÿäê³â ìåíüøà, í³æ G. Ñìóãà G�, ùî ñïîñòåð³ãàºòüñÿ â îáëàñò³ 2450–2650 ñì–1, ³íòåðïðåòóºòüñÿ ÿê ïåðøèé îáåðòîí D-ñìóãè; âîíà ç’ÿâëÿºòüñÿ ó âèñîêîâïîðÿäêîâàíèõ ãðàô³- òîïîä³áíèõ ìàòåð³àëàõ [34]. Íà â³äì³íó â³ä îä- íîñò³ííèõ íàíîòðóáîê ñïåêòð áàãàòîñò³ííèõ á³äí³øèé íà ï³êè, îñê³ëüêè âåëèêà ê³ëüê³ñòü øàð³â íå äàº ìîæëèâîñò³ ðîçð³çíèòè îêðåì³ ÷àñ- òèíè â ñïåêòð³, àëå é ó íèõ ìîæíà ñïîñòåð³ãàòè G- òà D-ï³êè. 4.1.4. Âèêîðèñòàííÿ G� -band äëÿ âñòàíîâëåííÿ ÷èñòîòè. Òèïîâ³ ï³äõîäè äî âèêîðèñòàííÿ ñïåêòðîñêîï³¿ äëÿ îö³íêè ÷èñòîòè ïîêëàäàëèñÿ íà ñï³âñòàâëåííÿ ³íòåíñèâíîñò³ (²) ï³ê³â D- òà G-ñìóãè. Íà æàëü, ³íòåðïðåòàö³ÿ äà- íèõ ID/IG íå º ëåãêîþ ñïðàâîþ ÷åðåç âïëèâ äîì³øîê âóãëåöþ íà ö³ ³íòåíñèâíîñò³. Ó ðîáîò³ [35] âèêîðèñòîâóºòüñÿ G�-ñìóãà ÿê á³ëüø òî÷íà àëüòåðíàòèâà äëÿ âèçíà÷åííÿ ÿêîñò³ áàãà- òîñò³ííèõ ÂÍÒ òà ¿õ ÷èñòîòè. Ïðè÷èíà öüîãî åôåêòó ïîëÿãàº ó òîìó, ùî éîãî ³íòåíñèâí³ñòü îñîáëèâî ÷óòëèâà äî ÷èñòîòè çðàçêà. 4.2. Îïòè÷íà àäñîðáö³éíà ñïåêòðî- ñêîï³ÿ. Îïòè÷í³ âëàñòèâîñò³ ÂÍÒ âèçíà÷àþòü- ñÿ ¿õ óí³êàëüíèìè åëåêòðîííèìè âëàñòèâîñòÿ- ìè. Øàð ãðàôåíó ìàº 2D-ðîçì³ðí³ñòü, óòâîðåíà ç íüîãî íàíîòðóáêà º âæå îäíîì³ðíîþ ñòðóêòó- ðîþ. Áóäîâà åíåðãåòè÷íèõ çîí òàêèõ îäíî- ì³ðíèõ ìàòåð³àë³â ìàº îñîáëèâîñò³, òàê çâàí³ ñèíãóëÿðíîñò³ Âàí-Õîâà. Ñóòü ¿õ ïîëÿãàº â òî- ìó, ùî âíàñë³äîê ïðîñòîðîâèõ îáìåæåíü, ùî íàêëàäàþòüñÿ íà õâèëüîâó ôóíêö³þ â ðàä³àëü- íîìó íàïðÿìêó, ãóñòèíà åíåðãåòè÷íèõ ñòàí³â íàíîòðóáêè áëèçüêî ð³âíÿ Ôåðì³ âèðîäæóºòüñÿ ç ö³ë³ñíîãî ñïåêòðà ó íàá³ð ï³ê³â, äçåðêàëüíî ðîçòàøîâàíèõ â³äíîñíî îäèí îäíîãî. Îïòè÷íå çáóäæåííÿ ìîæå âèêëèêàòè åëåêòðîíí³ ïåðåõî- äè ì³æ öèìè åíåðãåòè÷íèìè ð³âíÿìè, ùî ïðè- çâîäèòü äî ïîÿâè ìàêñèìóì³â ó ñïåêòð³ îïòè÷- íîãî ïîãëèíàííÿ. Åíåðãåòè÷íå ïîëîæåííÿ ìàê- ñèìóì³â ãóñòèíè åëåêòðîííèõ ñòàí³â çàëåæèòü â³ä ä³àìåòðà òà õ³ðàëüíîñò³ ÂÍÒ, à òàê³ õàðàê- òåðèñòèêè ìàêñèìóì³â, ÿê àìïë³òóäà, íàï³âøè- ðèíà òà ð³âåíü áàçîâî¿ ë³í³¿, âèçíà÷àþòü ó äî- ñë³äæóâàíîìó çðàçêó ê³ëüê³ñíèé âì³ñò íàíîòðó- áîê ç êîíêðåòíèìè âëàñòèâîñòÿìè òà ³íøèõ âóã- ëåöåâèõ äîì³øîê. Ñàìå òîìó îãëÿä îïòè÷íèõ ñïåêòð³â ïîãëèíàííÿ â áëèæíüîìó ÓÔ- òà ²×- ä³àïàçîí³ ñïåêòðà çà ñïåö³àëüíèì àëãîðèòìîì äàº çìîãó âèçíà÷èòè ê³ëüê³ñíèé âì³ñò òðóáîê ó çðàçêó òà õàðàêòåðèñòèêè öèõ òðóáîê. Îïòè÷íà àäñîðáö³éíà ñïåêòðîñêîï³ÿ º âèñî- êî÷óòëèâèì òà óí³âåðñàëüíèì ìåòîäîì äîñë³ä- æåííÿ âóãëåöåâèõ íàíîìàòåð³àë³â, òîìó ùî äàº çìîãó âèâ÷àòè ¿õ âëàñòèâîñò³ ó òâåðäîìó ñòàí³ òà ó ðîç÷èíàõ. Òðàäèö³éíà ²×-ñïåêòðîñêîï³ÿ ñå- ðåäíüîãî ä³àïàçîíó (2,5–50 ìêì) òàêîæ âèêîðè- ñòîâóºòüñÿ ïðè äîñë³äæåíí³ ÂÍÒ, àëå íå òàê ÷àñòî. Äîñë³äæåííÿ â öüîìó ä³àïàçîí³ ïðîâî- äÿòü, íàïðèêëàä, äëÿ åêñïåðèìåíòàëüíî¿ ïå- ðåâ³ðêè òåîðåòè÷íèõ ðîçðàõóíê³â, âèâ÷åííÿ ïðîöåñ³â ìîäèô³êàö³¿ ïîâåðõí³ íàíîòðóáîê ð³çíèìè àòîìàìè, ìîëåêóëàìè, ôóíêö³îíàëü- íèìè ãðóïàìè òà äëÿ âèâ÷åííÿ õ³ì³÷íîãî ñêëàäó ïðîäóêò³â, ùî óòâîðþþòüñÿ â ðåàêö³ÿõ çà ó÷à- ñòþ íàíîòðóáîê. Îñîáëèâîñò³ äîñë³äæåíü ÂÍÒ ó ñåðåäíüîìó ²×-ä³àïàçîí³ ïîëÿãàþòü ó òîìó, ùî ÂÍÒ íå ìàþòü ïîñò³éíèõ ñòàòè÷íèõ äèïîëü- íèõ ìîìåíò³â, ³ ñìóãè ïîãëèíàííÿ çóìîâëþþòü- ñÿ íàâåäåíèìè äèíàì³÷íèìè äèïîëüíèìè ìîìåí- òàìè, ÿê³ º äîñèòü ñëàáêèìè. Êð³ì òîãî, îá- ëàñòü äóæå ÷óòëèâà äî ïðèñóòíîñò³ ó çðàçêàõ 38 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2016. ¹ 1 ôóíêö³îíàëüíèõ ãðóï òà çâ’ÿçê³â ç íåâóãëåöå- âèìè àòîìàìè, ÿê³ ìàþòü ñèëüí³ ïîëîñè, íà- ïðèêëàä, –COOH, –OH, –C–O–C–, –C=O, –CH òà ³í. Òàê³ ñìóãè ç ²×-ñïåêòðó ÂÍÒ, ÿê ïîêàçóþòü äîñë³äæåííÿ, ìîæóòü çíèêíóòè ëè- øå ï³ñëÿ âèñîêîòåìïåðàòóðíî¿ îáðîáêè çðàçêà ó âàêóóì³ [36]. Îñíîâí³ âèñíîâêè, ÿê³ ìîæíà çðîáèòè ç àíàë³çó ïóáë³êàö³é [36–39] ñòîñîâíî äîñë³äæåíü ÂÍÒ ó ñåðåäíüîìó ²×-ä³àïàçîí³, º òàêèìè: òåî- ðåòè÷íî ïåðåäáà÷åíî òà åêñïåðèìåíòàëüíî âèÿâ- ëåíî ó ÂÍÒ áëèçüêî äåñÿòêà àêòèâíèõ êîëè- âàëüíèõ ìîä, ÿê³ º ÷óòëèâèìè äî õ³ðàëüíîñò³ òà äîâæèíè òðóáîê. Íàéá³ëüø ñèëüíèìè ç íèõ º ìîäè â îáëàñò³ áëèçüêî 860, 1575 ñì–1. Âñòà- íîâëåíî, ùî ö³ ìîäè íå çàëåæàòü â³ä ä³àìåòðà íàíîòðóáîê. Åêñïåðèìåíòàëüíî ñïîñòåðåæóâàí³ ð³çíèìè àâòîðàìè ÷àñòîòè ìàþòü äåÿêèé ðîçòÿã, ÿêèé ìîæå áóòè ç ð³çíèõ ïðè÷èí, òà éîãî âåëè- ÷èíà ó ö³ëîìó íå ïåðåâèùóº � 10 ñì–1. Ñìóãà 860 ñì–1 íàëåæèòü äî ðàä³àëüíèõ êîëèâàíü òà ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ó ñïåêòðàõ îäíîøàðîâèõ ÂÍÒ. Ñìóãà 1575 ñì–1 íàëåæèòü äî òàíãåíö³àëüíèõ êîëèâàíü àòîì³â âóãëåöþ òà ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ó ñïåêòðàõ óñ³õ ÂÍÒ. Îäíèì ç íàïðÿìê³â ïîäàëüøîãî ðîçâèòêó îïòè÷íî-ñïåêòîãðàô³÷íèõ ìåòîä³â äîñë³äæåííÿ ÂÍÒ ó âñ³õ ä³àïàçîíàõ äîâæèíè õâèëü º ³íòåðôåðåíö³éíà ñïåêòðîñêîï³ÿ ç ïåðåòâîðåííÿì Ôóð’º. Öåé ìåòîä ñïåêòðîñêîï³¿ ó ïîð³âíÿíí³ ç³ çâè÷àéíîþ (äèñïåðñ³éíîþ) ñïåêòðîñêîï³ºþ ìàº òàê³ ïåðåâàãè: ìîæëèâ³ñòü ðåã³ñòðàö³¿ ñïåêòð³â ó âñüîìó îïòè÷íîìó ä³àïàçîí³ äîâæèíè õâèëü, âè- ñîêó ÷óòëèâ³ñòü òà ðîçä³ëüíó çäàòí³ñòü, ïîêðà- ùåíå ñï³â³äíîøåííÿì ñèãíàë/øóì òà ³í. [40–42]. 4.3. Ôîòîëþì³í³ñöåíñ³ÿ. Ó âóãëåöåâèõ íàíîòðóáêàõ ³ñíóº ôîòîëþì³í³ñöåíñ³ÿ, íà ¿¿ îñ- íîâ³ îñòàíí³ì ÷àñîì àêòèâíî ðîçðîáëÿþòüñÿ ìå- òîäè ñïåêòðàëüíîãî àíàë³çó. Äàíå ÿâèùå ìàº ì³ñöå ò³ëüêè ó íàï³âïðîâ³äíèêîâèõ íàíîòðóá- êàõ, òîìó ùî â íèõ ³ñíóº çàáîðîíåíà çîíà ì³æ âàëåíòíîþ çîíîþ òà çîíîþ ïðîâ³äíîñò³. Ó ìåòà- ëîâì³ñíèõ íàíîòðóáêàõ ö³ çîíè ç’ºäíóþòüñÿ. Çã³äíî îäíîìó ç çàêîí³â ìîëåêóëÿðíî¿ ôî- òîõ³ì³¿, òàê çâàíîìó ïðàâèëó Êàø³, âèïðîì³- íåííÿ ôîòîí³â ìîæå â³äáóâàòèñÿ çà ðàõóíîê ïå- ðåõîäó åëåêòðîí³â íà íåçáóäæåíèé ð³âåíü åíåðã³¿ ò³ëüêè ç íàéíèæ÷îãî çáóäæåíîãî ð³âíÿ. Åíåðã³ÿ öüîãî ïåðåõîäó çàëåæèòü â³ä õ³ðàëü- íîñò³ íàíîòðóáîê. Ñàìå òîìó çà ñïåêòðîì ôîòî- ëþì³í³ñöåíñ³¿ ìîæíà åôåêòèâíî âèçíà÷èòè, ç ÿêèìè ³íäåêñàìè õ³ðàëüíîñò³ òðóáêè º ó äîñë³ä- æóâàíîìó çðàçêó. Ñìóãà öüîãî ïåðåõîäó çíàõî- äèòüñÿ ó áëèæíüîìó ²×-ä³àïàçîí³, à ñàì ñïåêòð äóæå ñõîæèé íà ²×-ñïåêòð [43]. 5. Ïîâåðõíÿ Áàãàòî óí³êàëüíèõ ÿâèù, ïîâ’ÿçàíèõ ç ÂÍÒ, ìîæíà â³äíåñòè äî âçàºìîä³é, ÿê³ â³äáóâàþòüñÿ íà ïîâåðõí³. Íàïðèêëàä, ñïóï³íü äèñïåðñ³¿ íàíîòðóáîê ó êîìïîçèö³éíîìó ìà- òåð³àë³ áàçóºòüñÿ íà âçàºìîä³¿ ¿õ ïîâåðõí³ ç íàâêîëèøí³ì ìàòåð³àëîì ÷è ðîç÷èíîì. Òîê- ñè÷í³ñòü, àäñîðáö³ÿ ãàç³â òà êàòàë³òè÷íà àê- òèâí³ñòü òàêîæ äóæå çàëåæàòü â³ä ïîâåðõí³. Åôåêòèâí³ñòü ìîäèô³êàö³¿ íàíîòðóáîê, ó òîìó ÷èñë³ ¿õ î÷èùåííÿ, ôóíêö³îíàë³çàö³ÿ, çâ’ÿçó- âàííÿ ó ïó÷êè, äóæå çì³íþþòü ïëîùó ïîâåðõí³ çðàçê³â íàíîòðóáîê. Õàðàêòåðèñòèêà ïîâåðõíå- âî¿ ïëîù³ äîïîìàãàº ç’ÿñóâàòè ö³ âçàºìîä³¿. Âèçíà÷åííÿ ïîâåðõíåâî¿ ïëîù³ íàíîòðóáîê çà- çâè÷àé áàçóºòüñÿ íà àäñîðáö³¿ ãàçó. ²ñíóº äåê³ëüêà ìîäåëåé äëÿ ðîçðàõóíêó. Ð³âíÿííÿ Ëåíãìþðà ìîæíà âèêîðèñòîâóâàòè ò³ëüêè ïðè àäñîðáö³¿ ðå÷îâèíè ìîíîøàðîì. Òàê³ óìîâè âèêîíóþòüñÿ ïðè õåìîñîðáö³¿, ô³çè÷í³é àäñîðáö³¿ ïðè íåâèñîêîìó òèñêó òà òåìïåðàòóð³ âèùå êðèòè÷íî¿ òà ÷àñòî ïðè àä- ñîðáö³¿ ç ðîç÷èí³â. Ó á³ëüøîñò³ âèïàäê³â ðå- àëüíà ïîâåðõíÿ òâåðäîãî ò³ëà çîâñ³ì íåîä- íîð³äíà åíåðãåòè÷íî; àäñîðáö³ÿ, ÿê ïðàâèëî, íå º ëîêàë³çîâàíîþ; àäñîðáîâàí³ ìîëåêóëè ìàéæå çàâæäè âçàºìîä³þòü ì³æ ñîáîþ; ñòåõ³î- ìåòð³ÿ ìîæå ïîðóøóâàòèñÿ, âíàñë³äîê ÷îãî àä- ñîðáö³ÿ íå áóäå îáìåæåíà ëèøå ìîíîøàðîì. Òîìó ðåàëüí³ ³çîòåðìè àäñîðáö³¿ çàâæäè â³äì³íí³ â³ä ³çîòåðìè Ëåíãìþðà. ÁÅÒ ìîäåëü (BET, Brunauer-Emmett- Teller) áóëà ðîçðîáëåíà ó 1938 ð. Âîíà çàñòî- ñîâóºòüñÿ äî ³çîòåðì³÷íî¿ àäñîðáö³¿ àçîòó ïðè 77 Ê (òåìïåðàòóðà ð³äêîãî àçîòó) [44], ðîçøè- ðþº òåîð³þ àäñîðáö³¿ Ëåíãìþðà äëÿ îïèñó áà- ãàòîøàðîâî¿ àäñîðáö³¿ àçîòó íà ïîâåðõí³ ìà- òåð³àëó. Òåîð³ÿ ÁÅÒ çáåð³ãàº óÿâëåííÿ ïðî äè- íàì³÷íèé õàðàêòåð àäñîðáö³¿, àëå ïðè öüîìó îñ- òàííÿ º ïîë³øàðîâîþ. Ìîëåêóëè ïåðøîãî øàðó àäñîðáóþòüñÿ íà ïîâåðõíþ àäñîðáåíòà ó ðå- çóëüòàò³ âçàºìîä³¿ àäñîðáàò-àäñîðáåíò. Êîæíà àäñîðáîâàíà ìîëåêóëà ïåðøîãî àäñîðáö³éíîãî øàðó, â ñâîþ ÷åðãó, ìîæå áóòè öåíòðîì àä- ñîðáö³¿ ìîëåêóë äðóãîãî øàðó é òàê äàë³. Ïîâ- íèé îïèñ òåîð³¿ ÁÅÒ òà éîãî âèñíîâîê ìîæíà çíàéòè ó [45, 46]. Àçîò íàé÷àñò³øå âèêîðèñòî- âóºòüñÿ ÿê àäñîðáàò äëÿ ïëîù³ ïîâåðõí³. ßê àëüòåðíàòèâó âèêîðèñòîâóþòü ãàçè ç ìåíøèì ä³àìåòðîì ìîëåêóë àáî òàê³ ñïåöèô³÷í³ àäñîðáà- òè, ÿê àðãîí, âóãëåêèñëèé ãàç, ãåë³é, âîäåíü. Öå çàáåçïå÷óº îòðèìàííÿ á³ëüø òî÷íèõ äàíèõ. Àëå âèì³ðþâàííÿ ïëîù³ ïîâåðõí³ ìàº áóòè âèêîíàíå ïðè òåìïåðàòóð³ êèï³ííÿ àäñîðáåíòó. Òîìó âè- êîðèñòàííÿ ³íøèõ ãàç³â ÷àñòî º á³ëüø ñêëàäíèì ó ïîð³âíÿíí³ ç âèêîðèñòàííÿì àçîòó. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2016. ¹ 1 39 Ìîäåëü ÁÅÒ ìàº ðÿä êðèòè÷íèõ çàóâàæåíü. Òåîð³ÿ îñíîâàíà íà äîïóùåíí³, ùî âèì³ðþâàíà ïîâåðõíÿ º îäíîð³äíîþ. Ïðîòå äëÿ ÂÍÒ àä- ñîðáö³éí³ ì³ñöÿ íå º îäíàêîâèìè ÷åðåç êîìïëåê- òàö³¿ ÷è àãðåãàö³¿ àáî äåôåêòè. Òàêîæ òåîð³ÿ ÁÅÒ íå òî÷íî îïèñóº âçàºìîä³þ àäñîðáîâàíèõ ìîëåêóë, à çíà÷åííÿ ïëîù³ ïîïåðå÷íîãî ïåðåð³çó ìîëåêóë àäñîáðàòó ìîæå áóòè çì³íåíå ÷åðåç àä- ñîðáàò-àäñîðáàò àáî àäñîðáàò-àäñîáðåíò âçàºìî- ä³þ. Äëÿ ìàòåð³àë³â ç ì³êðîïîðàìè çàïîâíåííÿ â³äáóâàºòüñÿ ïðè íèçüêèõ òèñêàõ äî ïîâíîãî îõîïëåííÿ ìîíîøàðó, îòæå ïëîùà ïîâåðõí³ ìî- æå áóòè ïåðåîö³íåíà. Ïðîòå, ÿêùî àçîò íå ìîæå îòðèìàòè äîñòóï äî ïîð óëüòðàì³êðîïîðèñòèõ ìàòåð³àë³â, ïëîùà ïîâåðõí³ ìîæå áóòè íåäî- îö³íåíà. Àëå íåçâàæàþ÷è íà âñ³ ñâî¿ íåäîë³êè, ìîäåëü ÁÅÒ çàëèøàºòüñÿ ñòàíäàðòíèì ìåòîäîì äëÿ âèçíà÷åííÿ ïëîù³ ïîâåðõí³ äëÿ ÂÍÒ. Ó ðîáîò³ [47] â³äì³÷åíî, ùî ïëîùà ïîâåðõ- í³ ÂÍÒ äóæå çàëåæèòü â³ä ê³ëüêîñò³ ñò³íîê ó íàíîòðóáêàõ. Åêñïåðèìåíòàëüíî âèì³ðÿí³ ïî- âåðõíåâ³ ä³ëÿíêè âèãîòîâëåíèõ ñèðèõ íàíîòðó- áîê çàçâè÷àé çíàõîäÿòüñÿ ó ìåæàõ â³ä ïðè- áëèçíî 10 äî 500 ì2/ã. Àêòèâàö³ÿ òà õ³ì³÷íà îáðîáêà, ÿê³ âèêîðèñòîâóþòüñÿ äëÿ î÷èñòêè, ìîæóòü ïðèçâåñòè äî â³äêðèòòÿ áëîêîâàíèõ ê³íö³â, ùî äîçâîëÿº îòðèìàòè äîñòóï äî âíóòð³øíüî¿ ïîâåðõí³, òàêèì ÷èíîì çá³ëüøóþ÷è çàãàëüíå çíà÷åííÿ ïîâåðõíåâî¿ ïëîù³. Ïîä³áíó ðîáîòó áóëî îïèñàíî ó [48–52], ùî ïðèçâåëî äî çá³ëüøåííÿ ïîâåðõíåâî¿ ïëîù³ äî 50–380 % ï³ñëÿ â³äêðèòòÿ ê³íö³â íàíîòðóáîê. Âèì³ðþ- âàííÿ àäñîðáö³¿ àçîòó ìîæå áóòè âèêîðèñòàíå äëÿ îòðèìàííÿ õàðàêòåðèñòèêè ðîçïîä³ëó ïîð çà ðîçì³ðàìè [53]. 6. Ù³ëüí³ñòü Ù³ëüí³ñòü òàêèõ ïîðèñòèõ ìàòåð³àë³â, ÿê âóãëåöåâ³ íàíîòðóáêè, ìàº ê³ëüêà çíà÷åíü, ùî áà- çóþòüñÿ íà âèçíà÷åíí³ îá’ºìó ìàòåð³àëó. Ïåðøå âèçíà÷åííÿ ù³ëüíîñò³, îá’ºìíà ù³ëüí³ñòü, âðàõî- âóº ìàñó íà îäèíèöþ îá’ºìó ìàòåð³àëó, ÿêèé äëÿ ÂÍÒ âðàõîâóº îá’ºì ïîð, ïîðîæíèí òà îá’ºì ì³æ ïó÷êàìè òà çàëåæèòü â³ä êîíô³ãóðàö³¿ òà àãëîìå- ðàö³¿ íàíîòðóáîê. Äðóãà ù³ëüí³ñòü, ñêåëåòíà ù³ëüí³ñòü, âðàõîâóº îá’ºì ìàòåð³àëó, ÿêèé âèê- ëþ÷àº îá’ºì ïîð. Öþ ù³ëüí³ñòü ùå íàçèâàþòü ³ñòèííîþ ÷è ðåàëüíîþ, òîìó ùî âîíà º âëà- ñòèâ³ñòþ ìàòåð³àëó. Ù³ëüí³ñòü óïàêîâêè º òðåò³ì òèïîì òà âèçíà÷àºòüñÿ ó ïåðåðàõóíêó íà îáñÿã êîíòåéíåðà, ó ÿêèé âì³ùóºòüñÿ ìàòåð³àë. Ù³ëüí³ñòü óïàêîâêè íå º âëàñòèâ³ñòþ ìàòåð³àëó, àëå ìîæå áóòè âàæëèâèì ïîêàçíèêîì äëÿ ñïîæè- âà÷³â òà âèðîáíèê³â. Ù³ëüí³ñòü âóãëåöåâèõ íàíîòðóáîê çàçâè÷àé âèì³ðþºòüñÿ çà äîïîìîãîþ ãàçîâî¿ ï³êíîìåòð³¿. Ïðè öüîìó çðàçîê â³äîìî¿ ìàñè ïîì³ùàºòüñÿ ó êàìåðó ï³ä òèñê. Ïîò³ì â³äêðèâàþòü êëàïàí ì³æ êàìåðîþ ç³ çðàçêîì òà åòàëîííîþ êàìåðîþ. Äàë³ ïîð³âíþþòü çíà÷åííÿ òèñêó, ùî ñïî- ñòåð³ãàºòüñÿ â êîíòðîëüí³é êîì³ðö³, êîëè âîíà º ïîðîæíÿ. Îá’ºìíà òà ñêåëåòíà ù³ëüí³ñòü ìî- æóòü áóòè âèì³ðÿí³ ç âèêîðèñòàííÿì öüîãî ìå- òîäó. Äëÿ âèì³ðþâàííÿ îá’ºìíî¿ ù³ëüíîñò³ ÿê àäñîðáàò âèêîðèñòîâóþòüñÿ ìîëåêóëè, ùî íå ìîæóòü ïðîíèêàòè ó ïîðè ìàòåð³àëó. Äàí³ ãåëå- âî¿ ï³êíîìåòð³¿ äàþòü óÿâëåííÿ ïðî ñêåëåòíó ù³ëüí³ñòü ÂÍÒ. ßê àëüòåðíàòèâà ñêåëåòíà ù³ëüí³ñòü òàêîæ ìîæå áóòè âèðàõóâàíà íà îñ- íîâ³ ì³æàòîìíèõ â³äñòàíåé ó ìåæàõ åëåìåíòàð- íî¿ êîì³ðêè, ÿêà âèì³ðþºòüñÿ çà äîïîìîãîþ äà- íèõ ðåíòãåíîñòðóêòóðíîãî àíàë³çó. Ïåðøå åêñïåðèìåíòàëüíå äîñë³äæåííÿ äëÿ áàãàòîñò³ííèõ ÂÍÒ áóëî çðîáëåíî ó ðîáîò³ [54]. Âèì³ðþâàííÿ âèêîíóâàëè íà òðóáêàõ, ÿê³ ìàëè ïðèáëèçíî îäèíàêîâ³ äîâæèíó òà ä³àìåòð, âèêîðèñòîâóþ÷è àíàë³çàòîð äèôåðåíö³àëüíî¿ ðóõëèâîñò³ ç ìàñ-äåòåêòîðîì. Çíà÷åííÿ ù³ëü- íîñò³ áóëî îòðèìàíå ÿê â³äíîøåííÿ âèì³ðþâà- íî¿ ìàñè äî îá’ºìó, ³, ÿê âêàçàíî ó ñòàòò³, ñòà- íîâèëî 1,74 ã/ñì3. Îá’ºìíà ù³ëüí³ñòü â³ä êî- ìåðö³éíèõ ïîñòà÷àëüíèê³â âàð³þºòüñÿ ó øèðîêèõ ìåæàõ: â³ä íàéíèæ÷î¿ 0,03 ã/ñì3 äî íàéâèùî¿ 0,22 ã/ñì3 [55]; ñêåëåòíà ù³ëüí³ñòü º çàçâè÷àé áëèçüêî 2,1 ã/ñì3. Ó ðîáîò³ [56] áóëî ïîêàçàíî, ùî âàãà òà ù³ëüí³ñòü âóãëåöåâèõ íàíîòðóáîê âàð³þþòüñÿ ó äóæå øèðîêèõ ìåæàõ çàëåæíî â³ä ê³ëüêîñò³ ñò³íîê, âíóòð³øíüîãî òà çîâí³øíüîãî ä³àìåòðà. 7. Òåðì³÷í³ ìåòîäè àíàë³çó òà ÷èñòîòà Òåðì³÷í³ ìåòîäè àíàë³çó ÷àñòî âèêîðèñòîâó- þòüñÿ äëÿ îö³íêè òåðì³÷íî¿ ñòàá³ëüíîñò³, ÷èñòî- òè, ñòðóêòóðíî¿ äîñêîíàëîñò³ òà îäíîð³äíîñò³ çðàçê³â âóãëåöåâèõ íàíîòðóáîê. Çàçâè÷àé öå òåðìîãðàâ³ìåòð³ÿ (ÒÃ), äèôåðåíö³àëüíà òåðìî- ãðàâ³ìåòð³ÿ (ÄÒÃ) òà äèôåðåíö³àëüíèé òåðì³÷- íèé àíàë³ç (ÄÒÀ). Íà â³äì³íó â³ä ³íøèõ ìå- òîä³â òåðì³÷íèé àíàë³ç âèêîíóºòüñÿ ç âèêîðè- ñòàííÿì âåëèêî¿ ê³ëüêîñò³ äîñë³äæóâàíîãî ìà- òåð³àëó (â³ä äåê³ëüêîõ ì³êðîãðàì³â äî äåñÿòê³â ãðàì³â.) Íàé÷àñò³øå ïðè òåðì³÷íèõ äîñë³äæåí- íÿõ çðàçê³â ÂÍÒ îòðèìàþòü ÒÃ-êðèâ³ (êðèâ³ çà- ëåæíîñò³ â³äíîñíî¿ çì³íè ìàñè çðàçêà â³ä òåìïå- ðàòóðè íàãð³âó) òà ÄÒÃ-êðèâ³ (êðèâ³ øâèäêîñò³ çì³íè ìàñè çðàçêà â³ä òåìïåðàòóðè íàãð³âó). Òåðì³÷í³ äîñë³äæåííÿ çàçâè÷àé âèêîíóþòü ó êèñíåâì³ñíîìó ñåðåäîâèù³ (ïîâ³òðÿ, ñóì³ø ³íåðòíèé ãàç + êèñåíü) ÷è ³íåðòíîìó ñåðåäîâèù³ (àðãîí, ãåë³é). Âàæëèâèìè ïàðàìåòðàìè íà êðèâ³é âòðàòè âàãè º òåìïåðàòóðà ³í³ö³þâàííÿ, òåìïåðàòóðà 40 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2016. ¹ 1 îêèñëåííÿ òà çàëèøêîâà ìàñà. Òåìïåðàòóðîþ ³í³ö³þâàííÿ ââàæàºòüñÿ òåìïåðàòóðà, ïðè ÿê³é ìàòåð³àë ïî÷èíàº ðîçêëàäàòèñÿ. Òåìïåðàòóðîþ îêèñëåííÿ º òî÷êà íàéá³ëüøî¿ âòðàòè ìàñè, ùî ³äåíòèô³êóºòüñÿ ÿê ï³ê ç ïîõ³äíî¿ âòðàòè âàãè â³ä ôóíêö³¿ òåìïåðàòóðè. Òåìïåðàòóðà îêèñ- ëåííÿ ÷àñòî âèçíà÷àºòüñÿ ÿê ïàðàìåòð òåðì³÷íî¿ ñòàá³ëüíîñò³ ìàòåð³àëó. Çàëèøêîâà ìàñà ó ÒÃÀ âóãëåöåâèõ íàíîòðóáîê â³äíîñèòüñÿ äî ìå- òàë³÷íèõ êàòàë³çàòîð³â, ùî âèêîðèñòîâóâàëèñÿ ïðè âèðîáíèöòâ³ íàíîòðóáîê, àáî îêèñë³â êà- òàë³çàòîð³â. Çàëèøêîâà ìàñà ìîæå âàð³þâàòèñÿ â³ä áëèçüêî 0 äî 50 % ó çàëåæíîñò³ â³ä ÿêîñò³ òà ãîìîãåííîñò³ ìàòåð³àëó. ßê³ñòü ìàòåð³àëó â çàëåæíîñò³ â³ä çàëèøêîâî¿ ìàñè âèçíà÷àþòü çà ñêëàäîì ïîïåëó çã³äíî ñòàíäàðò³â. Âèêîðèñòàííÿ òåðì³÷íèõ ìåòîä³â ó ïðîöå- ñàõ î÷èñòêè òà îö³íêè ÷èñòîòè ÂÍÒ áàçóºòüñÿ íà ð³çí³é òåðì³÷í³é ñòàá³ëüíîñò³ ôîðì âóãëåöþ òà ìåòàëåâèõ äîì³øîê ïðè ¿õ íàãð³âàíí³ â îêèñ- ëþþ÷îìó ñåðåäîâèù³. ×àñòèíêè àìîðôíîãî âóã- ëåöþ, à òàêîæ ðÿä ³íøèõ âóãëåöåâèõ ñòðóêòóð âíàñë³äîê âåëèêî¿ ê³ëüêîñò³ ñòðóêòóðíèõ äå- ôåêò³â òà íåíàñè÷åíèõ õ³ì³÷íèõ çâ’ÿçê³â îêèñ- ëþþòüñÿ ó ð³çíèõ ñåðåäîâèùàõ á³ëüø àêòèâíî ó ïîð³âíÿíí³ ç ñàìèìè íàíîòðóáêàìè, îñê³ëüêè îñòàíí³ º âèñîêîêðèñòàë³÷íèìè [57]. Òåðì³÷íà ñòàá³ëüí³ñòü áåçïîñåðåäíüî íàëåæèòü äî àðîìà- òè÷íèõ çâ’ÿçê³â ó ñòðóêòóð³ ÂÍÒ, àëå òàêîæ ìîæå çàëåæàòè â³ä ê³ëüêîñò³ ñò³íîê ó òðóáêàõ, ïðèñóòíîñò³ ÷àñòèíîê êàòàë³çàòîð³â ÷è ³íøèõ äîì³øîê, äåôåêò³â ó ñò³íêàõ òà ³í. Ïðè îêèñëåíí³ âóãëåöåâèõ ìàòåð³àë³â ó êèñíåâì³ñíèõ ñåðåäîâèùàõ óòâîðþþòüñÿ ëåòê³ ãàçè ÑÎ òà ÑÎ2. Öå ïðèçâîäèòü äî çìåíøåííÿ ìàñè çðàçêà, ùî ô³êñóºòüñÿ íà ÒÃ- òà ÄÒÃ-êðè- âèõ. Ñàìå ö³ êðèâ³ ÷àñòî íàäàþòü ³íôîðìàö³þ ïðî ÷èñòîòó ìàòåð³àëó ÷åðåç ìóëüòèïëåòí³ñòü òà øèðèíó ï³ê³â. Íà îñíîâ³ åêñïåðèìåíòàëüíèõ äà- íèõ áóëî âñòàíîâëåíî, ùî íà òåðìîãðàìàõ âèõ³äíîãî ìàòåð³àëó ³ñíóº ÿê ì³í³ìóì òðè õà- ðàêòåðí³ ä³ëÿíêè òà â³äïîâ³äàþ÷³ ¿ì ìàêñèìóìè. Â³äîìî, ùî àìîðôíèé âóãëåöü ðîçêëàäàºòüñÿ ïðè ñàìèõ íèçüêèõ òåìïåðàòóðàõ (200–300 �Ñ), òîìó ïåðøèé ï³ê ³íòåðïðåòóºòüñÿ ñàìå ÿê ïðî- öåñ îêèñëåííÿ ÷àñòîê àìîðôíîãî âóãëåöþ [58, 59]. Äàë³ éäå ìåíøèé çà âåëè÷èíîþ ï³ê, ÿêèé ìîæå íàêëàäàòèñÿ íà ïåðøèé, — öå îêèñëþ- þòüñÿ îäíîñò³íí³ ÂÍÒ (350–500 �Ñ), ïîò³ì áà- ãàòîñò³íí³ ÂÍÒ òà êðèñòàë³÷í³ âóãëåöåâ³ ÷àñòèí- êè, õî÷ òåìïåðàòóðíèé ä³àïàçîí äëÿ ð³çíèõ ôîðì âóãëåöþ íå áóâ äîáðå âñòàíîâëåíèé. Ïîð³âíÿëüíèé àíàë³ç áàãàòüîõ ïóáë³êàö³é ïîêà- çóº ñóòòºâó â³äì³íí³ñòü ðåçóëüòàò³â òåðìî- ãðàâ³ìåòðè÷íèõ äîñë³äæåíü áàãàòîñò³ííèõ ÂÍÒ â³ä ìàòåð³àëó äî ìàòåð³àëó, àëå, ÿê ïðàâèëî, òåìïåðàòóðà îêèñëåííÿ çíàõîäèòüñÿ ó ä³àïàçîí³ 400–650 �Ñ. Ñïîñòåðåæóâàíó ð³çíèöþ åêñïåðè- ìåíòàëüíèõ ðåçóëüòàò³â çà òåðìîãðàâ³ìåòðè÷íèì ìåòîäîì äîñë³äæåííÿ ÂÍÒ ìîæíà ïîÿñíèòè âå- ëèêèì ð³çíîìàí³òòÿì ìàòåð³àë³â, ÿê³ ì³ñòÿòü ó ñîá³ íàíîòðóáêè, òà õàðàêòåðèñòèêàìè ñàìèõ íà- íîòðóáîê, ùî áóëè îòðèìàí³ ð³çíèìè ñïîñîáàìè. Ñóòòºâèé âïëèâ íà îòðèìàí³ ðåçóëüòàòè òàêîæ íàäàþòü ìåòîäèêè òà îñîáëèâîñò³ âèêîíàííÿ òåð- ìîãðàâ³ìåòðè÷íèõ äîñë³äæåíü, íàïðèêëàä, øâèä- ê³ñòü íàãð³âó, ñêëàä ñåðåäîâèùà, ìåòîäèêà âèì³ðþâàííÿ òåìïåðàòóðè òà ³í. Öå ñë³ä âðàõî- âóâàòè ïðè ïîð³âíÿëüíîìó àíàë³ç³ ðåçóëüòàò³â, à òàêîæ âèêîðèñòàíí³ ìåòîäó òåðìîãðàâ³ìåòð³¿ äëÿ îö³íêè ÷èñòîòè ÂÍÒ òà ¿õ ÿêîñò³. Áàãàòî äîñë³äæåíü áàãàòîñò³ííèõ ÂÍÒ áóëî ïðîâåäåíî äëÿ òîãî, ùîá ïîêàçàòè ð³çíèöþ ó ìàòåð³àë³ ï³ñëÿ â³äïàëó [60–62], îêèñëåííÿ, î÷èñòêè [61, 63–65] òà óëüòðàçâóêîâîãî ãðàíó- âàííÿ [66]. Ó ö³ëîìó â³äïàë ïîêðàùóº â³äñîòîê êðèñòàë³÷íîñò³ òà ì³öí³ñòü áàãàòîñò³ííèõ ÂÍÒ, ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ï³äâèùåííÿ òåìïåðàòóðè, ïðè ÿê³é â³äáóâàºòüñÿ îêèñëåííÿ. Òàêîæ ï³ñëÿ òåð- ì³÷íî¿ îáðîáêè íà ïîâ³òð³ ó âóãëåöåâîìó ìà- òåð³àë³ çíà÷íî çìåíøóºòüñÿ ê³ëüê³ñòü äîì³øîê ³, ÿê íàñë³äîê, â³äíîñíà äîëÿ ÂÍÒ çðîñòàº ó ïîð³âíÿíí³ ç ¿õ âì³ñòîì ó âèõ³äíîìó ìàòåð³àë³. Áóäü-ÿêà çì³íà íàíîòðóáîê, ñïðè÷èíåíà ôóíê- ö³àë³çàö³ºþ ïîâåðõí³ àáî îïåðàö³ÿìè, ùî ïðè- çâîäÿòü äî çá³ëüøåííÿ äåôåêò³â ó ìàòåð³àë³, çíèæóº òåìïåðàòóðó îêèñëåííÿ. Âïëèâ ðîçì³ðó òàêîæ áóâ øèðîêî äîñë³äæåíèé äëÿ áàãà- òîñò³ííèõ âóãëåöåâèõ íàíîòðóáîê. Åôåêò âïëè- âó ä³àìåòðà áàãàòîñò³ííèõ ÂÍÒ íà îêèñëåííÿ íàâîäèòüñÿ ó ðîáîò³ [67], äå éäåòüñÿ ïðî òå, ùî òðóáêè ç âóçüêèìè ä³àìåòðàìè ïî÷èíàþòü ðîçê- ëàäàòèñÿ ïðè á³ëüø íèçüêèõ òåìïåðàòóðàõ, í³æ òðóáêè ç âåëèêèìè ä³àìåòðàìè. Äîâæèíà òàêîæ ìîæå âïëèâàòè íà òåìïåðàòóðó îêèñëåííÿ. Áóëî âñòàíîâëåíî, ùî òåìïåðàòóðà îêèñëåííÿ çì³ùóºòüñÿ â îáëàñòü íèæ÷èõ òåìïåðàòóð, ÿêùî äîâæèíà òà ä³àìåòð òðóáîê çìåíøóþòüñÿ [68]. Ñë³ä ÷åêàòè êîðåëÿö³¿ ì³æ ïðèðîäîþ êà- òàë³çàòîðà (åëåìåíò, ðîçì³ð) òà ïðèñóòí³ñòþ éî- ãî ó íàíîòðóáêàõ. Çã³äíî [69], íå âñ³ ÷àñòèíêè êàòàë³çàòîð³â êàïñóëþþòü ê³íö³ íàíîòðóáîê. Äëÿ òèõ, ùî âáóäîâóþòüñÿ, â³äíîøåííÿ ãðà- ô³òîâèõ øàð³â äî ä³àìåòðó êàòàë³çàòîðà ñêëàäàº ïðèáëèçíî 1 : 0,25 íì [70]. Ïðèñóòí³ñòü ÷àñòè- íîê êàòàë³çàòîð³â ó çðàçêàõ áàãàòîñò³ííèõ ÂÍÒ ìîæå â³ä³ãðàâàòè çíà÷íó ðîëü ó ÒÃÀ, ùî íàâå- äåíî ó áàãàòüîõ îïóáë³êîâàíèõ ðîáîòàõ, îð³- ºíòîâàíèõ íà êîíöåíòðàö³þ-êîìïîçèö³þ êà- òàë³çàòîðà òà íà ïîêðàùåííÿ ÿêîñò³ íàíîòðóáîê. Íàïðèêëàä, ó ðîáîò³ [71] íàâåäåí³ äàí³ ùîäî çàë³çíîãî êàòàë³çàòîðà, ùî êîðåëþþòüñÿ ç äàíè- ìè ÒÃÀ òà ï³äòâåðäæóþòü çá³ëüøåííÿ òåìïåðà- òóðè îêèñëåííÿ. Çðîáëåíî ïðèïóùåííÿ, ùî ïî- íèæåííÿ ðåàêòèâíîñò³ íàíîòðóáîê ç á³ëüøèì Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2016. ¹ 1 41 âì³ñòîì çàë³çà ìîæëèâå ÷åðåç âòðàòè êà- òàë³òè÷íî àêòèâíèõ ä³ëÿíîê, ùî ïðèçâîäèòü äî ï³äâèùåííÿ òåìïåðàòóðè îêèñëåííÿ, à òàêîæ ùî äåôåêòè ó íàíîòðóáêàõ ìîæóòü áóòè ì³ñöÿ- ìè ï³äâèùåííî¿ ðåàêòèâíîñò³. Ó ðîáîò³ [72] äîñë³äæåíèé âïëèâ ðîçì³ðó êàòàë³çàòîðà íà òåìïåðàòóðó îêèñëåííÿ òà ³í³ö³àö³¿. Áóëî âñòà- íîâëåíî, ùî ñåðåäí³é ä³àìåòð ÂÍÒ çá³ëüøóºòü- ñÿ ç ðîçì³ðîì êàòàë³çàòîðà. Ïðè íàãð³âàííÿ ÂÍÒ â³äáóâàþòüñÿ ñòðóêòóðí³ çì³íè, ÿê³ º ïðè- äàòíèìè äëÿ âèâ÷åííÿ ìåõàí³çì³â ðîçêëàäàííÿ. Âèñíîâêè Ïðîñâ³÷óþ÷à åëåêòðîííà ì³êðîñêîï³ÿ çàëè- øàºòüñÿ íàéá³ëüø âàæëèâèì ³íñòðóìåíòîì äëÿ õàðàêòåðèñòèêè ñòðóêòóðíèõ âëàñòèâîñòåé âóã- ëåöåâèõ íàíîòðóáîê. Ôàêòè÷íî öå ºäèíèé ñïîñ³á âñòàíîâèòè ê³ëüê³ñòü ñò³íîê ó òðóáö³, òîáòî ºäèíèé ñïîñ³á äîâåñòè ³ñíóâàííÿ áàãà- òîñò³ííèõ âóãëåöåâèõ íàíîòðóáîê ó çðàçêó. Çà äîïîìîãîþ ñêàíóþ÷î¿ åëåêòðîííî¿ ì³êðîñêîï³¿ ìîæíà äîñèòü ïðèáëèçíî îö³íèòè ä³àìåòð íà- íîòðóáêè, àëå çðîáèòè âèñíîâîê ïðî íàÿâí³ñòü áàãàòîñò³ííèõ òðóáîê, à íå âóãëåöåâîãî âîëîêíà ÷è îäíîñò³ííèõ òðóáîê, ç öèõ äàíèõ íå ìîæíà. Ïðîòå äëÿ ïðîìèñëîâîñò³ ïðîñâ³÷óþ÷à òà ñêà- íóþ÷à ì³êðîñêîï³ÿ íå º äóæå ïðàêòè÷íîþ ÷åðåç íåìîæëèâ³ñòü ðîçãëÿäàòè ìàòåð³àë ó âåëèêîìó îá’ºì³ òà âñòàíîâèòè éîãî ÷èñòîòó ó ìàñèâ³. ²í- ø³ ìåòîäè ìîæóòü íàäàòè â³äïîâ³äíó ³íôîðìà- ö³þ. Ñïåêòðîñêîï³ÿ êîìá³íàö³éíîãî ðîçñ³þâàííÿ ñâ³òëà òà òåðìîãðàâ³ìåòð³ÿ äàþòü óÿâëåííÿ ïðî ÷èñòîòó ï³ñëÿ òîãî, ÿê âñòàíîâëåíî íàÿâí³ñòü òðóáîê ó çðàçêó. Äåÿê³ àâòîðè âèâ÷àëè âïëèâ äåôåêò³â íà ïîâåä³íêó ñïåêòð³â êîìá³íàö³éíîãî ðîçñ³þâàííÿ, ùî âêàçóº íà âåëèêå çíà÷åííÿ ñïåêòðîñêîï³¿ ñâ³òëà ó ðóòèíí³é îö³íö³, à òàêîæ ïðî íåîáõ³äí³ñòü öüîãî äîñë³äæåííÿ äëÿ ïîâíî- ö³ííî¿ õàðàêòåðèñòèêè. Ù³ëüí³ñòü òà ïëîùà º ê³ëüê³ñíèìè ïîêàçíèêàìè, ùî âïëèâàþòü íà ôóíäàìåíòàëüí³ ïèòàííÿ äëÿ ïðèéíÿòòÿ òåõ- í³÷íèõ òà åêîíîì³÷íèõ ð³øåíü. Ó ö³ëîìó íàé- êðàùèì ñïîñîáîì õàðàêòåðèñòèêè ÂÍÒ-âì³ñíèõ çðàçê³â º êîìá³íàö³ÿ ç äåê³ëüêîõ ìåòîä³â. Òàêèì ÷èíîì áóäå äîñÿãíóòî êîíòðîëü ÿêîñò³ äëÿ ìà- ñîâîãî âèðîáíèöòâà. Î÷åâèäíà íåîáõ³äí³ñòü åòà- ëîííèõ çðàçê³â. Âåëèêèé êîìåðö³éíèé ³íòåðåñ òà çðîñòàííÿ âèðîáíèöòâà ñòèìóëþþòü òà ñïî- íóêàþòü äî ïðîäîâæåííÿ äîñë³äæåíü. Ñïèñîê ë³òåðàòóðè 1. Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon // Nature. — 1991. — Vol. 354, iss. 6348. — P. 56–58. 2. Oberlin A., Endo M., Koyama T. Filamentous growth of carbon through benzene decomposition // Journal Cryst Growth. — 1976. — Vol. 32, ¹ 3. — P. 335–349. 3. Freiman S., Hooker S., Migler K. Measurement Is- sues in Single Wall Carbon Nanotubes NIST Recom- mended Practice Guide, Special Publication 960-19 // NIST Materials Science and Engineering Labo- ratory and Sivaram Arepalli NASA-DSC. — 2008. — P. 78. 4. Áîíäàðåíêî Á.È., Ñâÿòåíêî À.Ì., Ñàâåíêî Ë.Â. Íàóãëåðîæèâàíèå æåëåçîðóäíûõ ìàòåðèàëîâ ïðè âîññòàíîâëåíèè â êèïÿùåì ñëîå êîíâåðòèðîâàí- íûì ãàçîì // Èñïîëüçîâàíèå ïðèðîäíîãî ãàçà â ïðîìûøëåííîñòè. — Êèåâ : Íàóê. äóìêà, 1969. — C. 3–7. 5. Murr L.E., Guerrero P.A. Carbon nanotubes in wood soot // Atmospheric Science Letters. — 2006. — Vol. 7, ¹ 4. — P. 93–95. 6. Bang J.J., Guerrero P.A., Lopez D.A. et al. Carbon nanotubes and other natural gas combustion streams // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. — 2004. — Vol. 4. — P. 1354–1358. 7. Dillon A.C., Gennett T., Jones K.M. et al. A simple and complete purification of singlewalled carbon nanotubes materials // Advanced Materials. — 1999. — Vol. 11, ¹ 16. — P. 1354–1358. 8. Krause B., Petzold G., Pegel S., Potschke P. Correla- tion of carbon nanotube dispersabilty in aqueous surfactant solutions and polymers // Carbon. — 2009. — Vol. 47, ¹ 3. — P. 602–612. 9. Grossod N, Regev O., Loos J. et al. Tme-dependent study of the exfoliation process of carbon nanotubes in aqueous dispersions by using UV-visible spectros- copy // Analytical Chemistry. — 2005. — Vol. 77, ¹ 16. — P. 5135–5139. 10. Osswald S., Havel M., Gogotsi Y. Monitoring oxi- dation of multiwalled carbon nanotubes by Raman Spectroscopy // Journal of Raman Spectroscopy. — 2007. — Vol. 38, ¹ 6. — P. 728–736. 11. Mansfield E., Kar A., Hooker S. Applications of TGA in quality control of SWCNT’s // Analytical and Bioanalytical Chemistry. — 2010. — Vol. 393, ¹ 3. — P. 1071–1077. 12. Caplovicova M., Danis T., Buc D. et al. An alterna- tive approach to carbon nanotube sample prepara- tion for TEM investigation // Ultramicroscopy. — 2007. — Vol. 107, ¹ 8. — P. 692–697. 13. Lehman J.H., Terrones M., Mansfield E. et al. Evaluating the characteristics of multiwall carbon nanotubes // Carbon. — 2011. — Vol. 49. — P. 2581–2602. 14. Dawei Gao, Weiwei Liu, Li Hou. Observation of the growth of carbon nanotubes prepared at low temperature // Crystal Research and Technology. — 2008. — Vol. 43, ¹ 9. — P. 949–952. 15. Cumings J., Goldhaber-Gordon D., Zettl A. Elec- tron Microscopy of the operation of nanoscale de- vices // Material Research Society Symposium Proceedings. — 2005. — Vol. 839. — P. 7.1.1–7.1.12. 16. Zhou D., Chow L. Complex structure of carbon nanotubes and their implications for formation mechanism // Journal of Applied Physics. — 2003. — Vol. 93, ¹ 12. — P. 9972–9976. 42 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2016. ¹ 1 17. Zhang L., Chen L., Wells T., El-Gomati M. Bam- boo and herringbone shape carbon nanotubes and carbon nanofibres synthesized in direct cur- rent-plasma enhanced chemical vapor deposition // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. — 2009. — Vol. 9, ¹ 7. — P. 4502–4506. 18. Endo M., Takeuchi K., Hiraoka T. et al. Stacking nature of grapheme layers in carbon nanotubes and nanofibres // Journal of Physics and Chemistry of Solids. — 1997. — Vol. 58, ¹ 11. — P. 1707–1712. 19. Hashimoto A. Direct evidence for atomic defects in grapheme layers // Nature. — 2004. — Vol. 430. — P. 870–873. 20. Ge M., Sattler K. Observation of fullerene cones // Chemical Physics Letters. — 1994. — Vol. 220. — P. 192–196. 21. Cataldo F. The impact of fullerene-like concept in carbon black science // Carbon. — 2002. — Vol. 430. — P. 870–873. 22. Tamura R., Akagi K., Tsukada M. Electronic prop- erties of polygonal defects in graphitic carbon sheets // Physical Review. — 1997. — Vol. B56. — P. 1404–1411. 23. Áåëåíêîâ Å.À., Çèíàòóëèíà Þ.À. Òîïîëîãè÷åñêèå äåôåêòû ãðàôåíîâûõ ñëîåâ // Âåñòí. ×åëÿáèí. ãîñ. óí-òà. — 2008. — ¹ 25. — C. 32–38. 24. Yakobson B.I., Avouris P. Mechanical properties of carbon nanotubes // Topics Appl. Phys. — 2001. — Vol. 80. — P. 287–327. 25. Zhou T. Long-range interaction between Stone-Wales defects in zigzag single-walled carbon nanotubes // Physical Review. B. — 2005. — Vol. 72. — P. 193407. 26. Li L., Reich S., Robertson J. Defects energies of graphite: density-functional calculations // Physi- cal Review. — 2005. — Vol. B72. — P. 184109. 27. Thrower P.A. The study of defects in graphite by transmission electron spectroscopy // Chemistry and Physics of Carbon. — 1969. — Vol. 5. — P. 217–319. 28. Stone A.J., Wales D.J. Theoretical studies of icosahedral C60 and some related species // Chem- ical Physics Letters. — 1986. — Vol. 128, ¹ 5–6. — P. 501–503. 29. Girit C.O., Meyer J.C., Erni R. et al. Graphene at the edge: stability and dynamics // Science. — 2009. — Vol. 323, ¹ 5922. — P. 1705–1708. 30. Cruz-Silva E., Cullen D.A., Gu L. et al. Heterodoped nanotubes: theory, synthesis and char- acterization of phosphorus-nitrogen doped multiwalled carbon nanotubes // AGS Nano. — 2008. — Vol. 2(3). — P. 441–448. 31. Romo-Herrera J.M., Cullen D.A.,Cruz-Silva E. et al. The role of sulfur in the synthesis of novel car- bon morphologies : From covalent Y-junctions to sea-urchin-like structures // Advanced Functional Materials. — 2009. — Vol. 430 (7002). — P. 870–879. 32. Benoit J.P., Buisson J.P., Chauvet O. et al. Low-frequency Raman studies of multiwalled car- bon nanotubes : Experiments and theory // Physi- cal Review. B. — 2002. — Vol. 66, ¹ 7. — P. 073417-1-4. 33. Lefrant S. Raman and SERS studies of carbon nanotubes systems // Current Applied Physics. — 2002. — Vol. 2 (6). — P. 479–482. 34. Jorio A., Satio R., Dresselhaus M.S., Dresselhaus M. Raman spectroscopy in grapheme related system // Willey-VCH. — 2011. — P. 329. 35. DiLeo R.A., Landi B.J., Raffaelle R.P. Purity as- sessment of multiwalled carbon nanotubes by Raman spectroscopy // Journal of Applied Phys- ics. — 2007. — Vol. 101, ¹ 6. — P. 064301-1-5. 36. Kim U.J., Liu X.M., Furtado C.A. et al. Infra- red-Active Vibrational Modes of Single-Walled Car- bon Nanotubes // Physical Review Letters. — 2005. — Vol. 95, ¹ 15. — P. 157402-4. 37. Belin T., Epron F. Characterization methods of car- bon nanotubes: a review // Materials Science and Engineering. B. — 2005. — Vol. 409, ¹ 2. — P. 46–99. 38. Bantignies J.-L., Sauvajol J.-L., Rahmani A. et. al. Infrared-active photons in carbon nanotubes // Physical Review. B. — 2006. — Vol. 74, ¹ 19. — P. 195425-5. 39. Sbai K., Rahmani A., Chadli H et al. Infrared Spec- troscopy of Single-Walled Carbon Nanotubes // Journal of Physical Chemistry. B. — 2006. — Vol. 110, ¹ 25. — P. 12388–12393. 40. Mirsa A., Tyagi P.K., Rai P. et al. FTIR spectros- copy of multiwalled carbon nanotubes: a simple ap- proach to study the nitrogen doping // Journal of nanoscience and nanotechnology. — 2007. — Vol. 7, ¹ 6. — P. 1820–1823. 41. Montesal I., Mucoz E., Benito A.M. et al. FTIR and Thermogravimetric analyses of biotin-functionalized single-walled carbon nanotubes // Journal of nanoscience and nanotechnology. — 2007. — Vol. 7, ¹ 10. — P. 3473–3476. 42. Korlacki R., Steiner M., Huniong Q. Optical fou- rier transform spectroscopy of single-walled carbon nanotubes and single molecules // Chemical Phys- ics. — 2007. — Vol. 8, ¹ 7. — P. 1049–1055. 43. Nanotechnologies — Characterization of single-wall carbon nanotubes using near infrared photoluminescence spectroscopy. Reference number of document: ISO/CD TS 10867. — Electronic re- source: http://www.iso.org/iso/catalogue_de- tail.htm?csnumber=46245. 44. Brunauer A.S., Emmett P.H., Teller E. Adsorption of gases in multimolecular layers // Journal of American Chemisrty Society. — 1938. — Vol. 60, ¹ 2. — P. 309–319. 45. Do D.D. Adsorption analysis : Equilibria and kinet- ics. — London : Imperial College Press, 1998. 46. Rouquerol F., Rouquerol J., Sing K. Adsorption by powders and porous solids, principles, methodology and applications. — London : Academic Press, 1999. 47. Peigney A., Laurent C., Flahaut E. et al. Specific surface area of carbon nanotubes and bundles of car- bon nanotubes // Carbon. — 2001. — Vol. 39. — P. 507–514. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2016. ¹ 1 43 48. Lucio D., Laurent D., Roger G. et al. KOH acti- vated carbon multiwall nanotubes // Carbon : Sci- ence and Technology. — 2009. — Vol. 3. — P. 120–124. 49. Frackowiak E., Delpeux S., Jurewicz K. et al. En- hanced capacitance of carbon nanotubes through chemical activation // Chemical Physics Letters. — 2002. — Vol. 361. — P. 35–41. 50. Raymundo-Pinero E., Azais P., Cacciaguerra T. et al. High surface area carbon nanotubes prepared by chemical activation // Carbon. — 2002. — Vol. 40. — P. 1614–1617. 51. Raymundo-Pinero E., Azais P., Cacciaguerra T. et al. KOH and NaOH activation mechanisms of multiwalled carbon nanotubes with different struc- tural organization // Carbon. — 2005. — Vol. 43. — P. 786–795. 52. Jurewicz K., Babel K., Pietrzak R. et al. Capaci- tance properties of multi-walled carbon nanotubes modified by activation and ammoxidation // Cabon. — 2006. — Vol. 44. — P. 2368–2375. 53. Li Z., Pan Z., Dai S. Nitrogen adsorption character- ization of aligned multiwalled carbon nanotubes and their acid modification // Journal of Colloid Inter- face Science. — 2004. — Vol. 277. — P. 35–42. 54. Kim S.H., Mulholland G.W., Zachariah M.R. Den- sity measurement of size selected multiwalled car- bon by mobility-mass characterization // Carbon. — 2009. — Vol. 47. — P. 1297–1302. 55. Available from: www.swentnano.com 56. Laurent Ch., Flahaut E., Peigney A. The weight and density of carbon nanotubes versus the number of walls and diameter // Carbon. — 2010. — Vol. 48, iss. 10. — P. 2994–2996. 57. Pang L.S.K., Saxby J.D., Chatfield S.P. Thermogravimetric analysis of carbon nanotubes and nanoparticles // Journal of Physical Chemistry. — 1993. — Vol. 97, ¹ 1. — P. 6941–6942. 58. Lima A., Musumed A., Liu H.-W. et al. Purity eval- uation and influence of carbon nanotubeon carbon nanotube/graphite thermal stability // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. — 2009. — Vol. 97, ¹ 1. — P. 257–263. 59. Dunens O.M., MacKenzie K.J., Harris A.T. Synthe- sis of multiwalled carbon nanotubes on fly ash de- rived catalysts // Environmental Science and Technology. — 2009. — Vol. 43, ¹ 20. — P. 7889–7894. 60. Kowalska E., Kowalczyk P., Radomska J., Czerwosz E., Wronka H., Bystrzejewski M. IInfluence of high vacuum annealing treatment on some properties of carbon nanotubes // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. — 2006. — Vol. 86, ¹ 1. — P. 115–119. 61. Huang W., Wang Y., Luo G., Wei F. 99,9% purity multi-walled carbon nanotubes by vacuum high-temperature annealing // Carbon. — 2003. — Vol. 41, ¹ 13. — P. 2585–2890. 62. Lin W., Moon K.-S., Zhang S. et al. Microwave makes carbon nanotubes less defective // ACS Nano. — 2010. — Vol. 4, ¹ 3. — P. 1716–1722. 63. Born D., Andrews R., Jacques D. et al. Thermogravimetric analysis of the oxidation of multiwalled carbon nanotubes : Evidence for the role of defect sites in carbon nanotube chemistry // Nano Letters. — 2002. — Vol. 2, ¹ 6. — P. 615–619. 64. Feng Y., Zhang H., Hou Y. et al. Room temperature purification of few-walled carbon nanotubes with high yield // ACS Nano. — 2008. — Vol. 2, ¹ 8. — P.1634–1638. 65. Trigueiro J.P.C., Sivla G.G., Lavall R.L. et al. Pu- rity evaluation of carbon nanotube materials by thermogravimetric, TEM and SEM methods // Journal of Nanoscience and Nanotechnolgy. — 2007. — Vol. 7, ¹ 10. — P. 3477–3486. 66. Peng L., Tingrnei W. Ultrasonic-assisted chemical oxidative cutting of multiwalled carbon nanotubes with ammonium persulfate in neutral media // Ap- plied Physics. A: Materials Science and Processing. — 2009. — Vol. 97, ¹ 4. — P. 771–775. 67. Kim D.Y., Yang C.-M., Park Y.S. et al. Character- ization of thin multi-walled carbon nanotubes syn- thesized by catalytic chemic vapor deposition // Chemical Physics Letters. — 2005. — Vol. 413, ¹ 1–3. — P. 135–141. 68. Don-Young K., Young Soo Y., Soon-Min K., Hyoung-Joon J. Preparation of aspect ratio-con- trolled carbon nanotubes // Molecular Crystals and Liquid Crystals. — 2009. — Vol. 510. — P. 79–86. 69. Moodley P., Loos J., Niemantsverdriet J.W., Thune P.C. Is there a correlation between catalyst particle size and CNT diameter? // Carbon. — 2009. — Vol. 47, ¹ 8. — P. 2002–2013. 70. Ding F., Rosen A., Campbell E.E.B. et al. Gra- phitic encapsulation of catalyst particles in carbon nanotube production // The Journal of Physical Chemistry. B. — 2006. — Vol. 110, ¹ 15. — P. 7666–7670. 71. McKee G.S.B., Deck C.P., Vecchio K.S. Dimen- sional control of multi-walled carbon nanotubes in floating-catalyst CVD synthesized // Carbon. — 2009. — Vol. 47, ¹ 8. — P. 2085–2094. 72. Zhang H., Chen Y., Zeng G. et al. The thermal properties of controllable diameter carbon nanotubes synthesized by using AB5 alloy of mi- crometer magnitude as catalyst // Materials Sci- ence and Engineering. A. — 2007. — Vol. 464, ¹ 1–2. — P. 17–22. Íàä³éøëà äî ðåäàêö³¿ 28.03.16 44 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2016. ¹ 1 References 1. Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon, Nature, 1991, 354, iss. 6348, pp. 56–58. 2. Oberlin A., Endo M., Koyama T. Filamentous growth of carbon through benzene decomposition, Journal Cryst Growth, 1976, 32 (3), pp. 335–349. 3. Freiman S., Hooker S., Migler K. Measurement Is- sues in Single Wall Carbon Nanotubes NIST Rec- ommended Practice Guide, Special Publication 960-19, NIST Materials Science and Engineering Laboratory and Sivaram Arepalli NASA-DSC, 2008, p. 78. 4. Bondarenko B.I., Svyatenko A.M., Savenko L.V. [Carbonization iron-ore materials in restoring the converted gas in a fluidized bed : Use of natural gas in an industry], Kiev : Naukova dumka, 1969, pð. 1–5. (Rus.) 5. Murr L.E., Guerrero P.A. Carbon nanotubes in wood soot, Atmospheric Science Letters, 2006, 7 (4), pp. 93–95. 6. Bang J.J., Guerrero P.A., Lopez D.A., Murr L.E., Esquivel E.V. Carbon nanotubes and other natural gas combustion streams, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2004, 4, pp. 1354–1358. 7. Dillon A.C., Gennett T., Jones K.M., Alleman J.L., Parilla PA., Heben M.J. A simple and complete pu- rification of singlewalled carbon nanotubes materi- als, Advanced Materials, 1999, 11 (16), pp. 1354–1358. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2016. ¹ 1 45 Âàâðèø À.Ñ., àñïèðàíò, Ìàð÷óê Þ.Â., êàíä. òåõí. íàóê, Ïðàæåííèê Þ.Ã. Èíñòèòóò ãàçà ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ óë. Äåãòÿðåâñêàÿ, 39, 03113 Êèåâ, Óêðàèíà, e-mail: antonina.v@gmail.com Ìåòîäû èññëåäîâàíèÿ ñòðîåíèÿ è ÷èñòîòû óãëåðîäíûõ íàíîòðóáîê (Îáçîð) Íà ïðîòÿæåíèè íåñêîëüêèõ ïîñëåäíèõ äåñÿòèëåòèé óãëåðîäíûå íàíîòðóáêè ïîñòåïåííî ñòàíîâÿòñÿ âàæíûì èíäóñòðèàëüíûì ìàòåðèàëîì. Íåäîñòàòî÷íîñòü è íåñèñòåìàòè÷íîñòü èíôîðìàöèè êàñàòåëüíî ìåòîäîâ èññëåäîâàíèÿ ÷èñòîòû è ñòðóêòóðû óãëåðîäíûõ íàíîòðóáîê ïðèâîäèò ê íåâîçìîæíîñòè ñîïîñòàâëåíèÿ ðåçóëüòàòîâ, ïîëó÷åííûõ ðàçíûìè àâòîðàìè. Ýòà ñòàòüÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îáçîð íàó÷íîé ëèòåðàòóðû ñ åäèíñòâåííîé öåëüþ — ðàññìîòðåòü è îáîáùèòü òàêèå ñóùåñòâóþùèå ìåòîäû, êàê ñêàíèðóþùàÿ ýëåêòðîííàÿ ìèêðîñêîïèÿ, ïðîñâå÷èâàþùàÿ ýëåêòðîííàÿ ìèêðîñêîïèÿ, ñïåêòðîñêîïèÿ êîìáèíàöèîííîãî ðàññåÿíèÿ ñâåòà, òåðìîãðàâèìåòðè÷åñêèå ìåòîäû àíàëèçà, à òàêæå àäñîðáöèè ãàçà äëÿ èçó÷åíèÿ ïîâåðõíîñòè. Ñäåëàí îáçîð ñóùåñòâóþùèõ äåôåêòîâ â ãðàôåíîâûõ ñëîÿõ è íàíîòðóáêàõ. Áèáë. 72, ðèñ. 3. Êëþ÷åâûå ñëîâà: óãëåðîäíûå íàíîòðóáêè, äåôåêòû, ìåòîäû èññëåäîâàíèÿ. Vavrysh A.S., PhD Student, Marchujk Yu.V., Candidate of Technical Sciences, Prazhennik Yu.G. The Gas Institute of National Academy of Sciences of Ukraine, Êiev 39, Degtyarivska Str., 03113 Kiev, Ukraine, e-mail: antonina.v@gmail.com Methods of Studying the Structure and Purity of the Carbon Nanotubes (Review) During the last several decades carbon nanotubes have gradually become an important in- dustrial material. Insufficiency and no systematic information on research methods and purity of structure leads to the impossibility of comparing the results obtained by differ- ent authors. This article is a review of the scientific literature on the only goal to review and summarize existing methods such as scanning electron microscopy, transmission elec- tron microscopy, Raman, termogravimetric analysis and study of the adsorption of gas to the surface. The review of existing defects in graphene layers and nanotubes has also been made in this article. Bibl. 72, Fig. 3. Key words: carbon nanotubes, research methods, defects. 8. Krause B., Petzold G, Pegel S., Potschke P. Correla- tion of carbon nanotube dispersabilty in aqueous surfactant solutions and polymers, Carbon, 2009, 47 (3), pp. 602–612. 9. Grossod N, Regev O., Loos J., Meuldijik J., Koning C. Tme-dependent study of the exfoliation process of carbon nanotubes in aqueous dispersions by using UV-visible spectroscopy, Analytical Chemistry, 2005, 77 (16), pp. 5135–5139. 10. Osswald S., Havel M., Gogotsi Y. Monitoring oxi- dation of multiwalled carbon nanotubes by Raman Spectroscopy, Journal of Raman Spectroscopy, 2007, 38 (6), pp. 728–736. 11.Mansfield E, Kar A., Hooker S. Applications of TGA in quality control of SWCNT’s, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2010, 393 (3), pp. 1071–1077. 12. Caplovicova M., Danis T., Buc D, Caplovac L., Janik J., Bello I. An alternative approach to carbon nanotube sample preparation for TEM investigation, Ultramicroscopy, 2007, 107 (8), pp. 692–697. 13. Lehman J.H., Terrones M., Mansfield E., Hurdt K.E., Meunier V. Evaluating the characteristics of multiwall carbon nanotubes, Carbon, 2011, 49, pp. 2581–2602. 14. Dawei Gao, Weiwei Liu, Li Hou. Observation of the growth of carbon nanotubes prepared at low temperature, Crystal Research and Technology, 2008, 43 (9), pp. 949–952. 15. Cumings J., Goldhaber-Gordon D., Zettl A. Elec- tron Microscopy of the operation of nanoscale de- vices, Material Research Society Symposium Pro- ceedings, 2005, 839, pp. 7.1.1–7.1.12. 16. Zhou D., Chow L. Complex structure of carbon nanotubes and their implications for formation mechanism, Journal of Applied Physics, 2003, 93 (12), pp. 9972–9976. 17. Zhang L., Chen L., Wells T., El-Gomati M. Bam- boo and herringbone shape carbon nanotubes and carbon nanofibres synthesized in direct cur- rent-plasma enhanced chemical vapor deposition, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2009, 9 (7), pp. 4502–4506. 18. Endo M., Takeuchi K., Hiraoka T., Furuta T., Kasai T., Sun X. Stacking nature of grapheme layers in carbon nanotubes and nanofibres, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 1997, 58 (11), pp. 1707–1712. 19. Hashimoto A. Direct evidence for atomic defects in grapheme layers, Nature, 2004, 430, pp. 870–873. 20. Ge M., Sattler K. Observation of fullerene cones // Chemical Physics Letters, 1994, 220, p.192–196. 21. Cataldo F. The impact of fullerene-like concept in car- bon black science, Carbon, 2002, 430, pp. 870–873. 22. Tamura R., Akagi K., Tsukada M. Electronic prop- erties of polygonal defects in graphitic carbon sheets, Physical Review, 1997, B56, pp. 1404–1411. 23. Belenkov E.A., Zinatulina Y.A. [Topological de- fects in graphene layers], Bulletin of the Chelyabinsk State University, 2008, (25), pð. 32–38. (Rus.) 24. Yakobson B.I., Avouris P. Mechanical properties of carbon nanotubes, Topics Appl. Phys, 2001, 80, pp. 287–327. 25. Zhou T. Long-range interaction between Stone-Wales defects in zigzag single-walled carbon nanotubes, Physical Review B, 2005, 72, pp. 193407. 26. Li L., Reich S., Robertson J. Defects energies of graphite: density-functional calculations, Physical Review, 2005, B72, pp. 184109. 27. Thrower P.A. The study of defects in graphite by transmission electron spectroscopy, Chemistry and Physics of Carbon, 1969, 5, pp. 217–319. 28. Stone A.J., Wales D.J. Theoretical studies of icosahedral C60 and some related species, Chemical Physics Letters, 1986, 128 (5–6), pp. 501–503. 29. Girit C.O., Meyer J.C., Erni R., Rossell M.D., Kisielowski C., Yang L. Graphene at the edge: sta- bility and dynamics, Science, 2009, 323(5922), pp. 1705–1708. 30. Cruz-Silva E., Cullen D.A., Gu L., Romo-Herrera J.M., Munoz-Sandoval E., Lopez-Urias F. Heterodoped nanotubes: theory, synthesis and char- acterization of phosphorus-nitrogen doped multiwalled carbon nanotubes, AGS Nano, 2008, 2 (3), p. 441–448. 31. Romo-Herrera J.M., Cullen D.A.,Cruz-Silva E., Ramirez D., Sumpter B.G., Meunier V. The role of sulfur in the synthesis of novel carbon morphologies : from covalent Y-junctions to sea-ur- chin-like structures, Advanced Functional Materi- als, 2009, 430 (7002), pp. 870–879. 32. Benoit J.P., Buisson J.P., Chauvet O., Gordon C., Lefrant S. Low-frequency Raman studies of multiwalled carbon nanotubes : experiments and theory, Physical Review B, 2002, 66 (7), pp. 073417-1-4. 33. Lefrant S. Raman and SERS studies of carbon nanotubes systems, Current Applied Physics, 2002, 2 (6), pp. 479–482. 34. Jorio A., Satio R., Dresselhaus M.S., Dresselhaus M. Raman spectroscopy in grapheme related system, Willey-VCH, 2011, p. 329. 35. DiLeo R.A., Landi B.J., Raffaelle R.P. Purity as- sessment of multiwalled carbon nanotubes by Raman spectroscopy, Journal of Applied Physics, 2007, 101(6), p. 064301-1-5. 36. Kim U.J., Liu X.M., Furtado C.A. et al. Infra- red-Active Vibrational Modes of Single-Walled Car- bon Nanotubes, Physical Review Letters, 2005, 95 (15), pp. 157402-4. 37. Belin T., Epron F. Characterization methods of car- bon nanotubes: a review, Materials Science and En- gineering B, 2005, 409 (2), pp. 46–99. 38. Bantignies J.-L., Sauvajol J.-L., Rahmani A. et. al. Infrared-active photons in carbon nanotubes, Physi- cal Review B, 2006, 74 (19), p. 195425-5. 39. Sbai K., Rahmani A., Chadli H et al. Infrared Spec- troscopy of Single-Walled Carbon Nanotubes, Jour- 46 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2016. ¹ 1 nal of Physical Chemistry B, 2006, 110 (25), pp.12388–12393. 40. Mirsa A., Tyagi P.K., Rai P. et al. FTIR spectros- copy of multiwalled carbon nanotubes: a simple ap- proach to study the nitrogen doping, Journal of nanoscience and nanotechnology, 2007, 7 (6), pp. 1820–1823. 41. Montesal I., Mucoz E., Benito A.M. et al. FTIR and Thermogravimetric analyses of biotin-functionalized single-walled carbon nanotubes, Journal of nanoscience and nanotechnology, 2007, 7 (10), pp. 3473–3476. 42. Korlacki R., Steiner M., Huniong Q. Optical fou- rier transform spectroscopy of single-walled carbon nanotubes and single molecules, Chemical Physics, 2007, 8 (7), pp. 1049–1055. 43. Nanotechnologies — Characterization of sin- gle-wall carbon nanotubes using near infrared photoluminescence spectroscopy. Reference num- ber of document: ISO/CD TS 10867. — Elec- tronic resource: http://www.iso.org/iso/cata- logue_detail.htm?csnumber=46245. 44. Brunauer A.S., Emmett P.H., Teller E. Adsorption of gases in multimolecular layers, Journal of Ameri- can Chemisrty Society, 1938, 60 (2), pp. 309–319. 45. Do D.D. Adsorption analysis:equilibria and kinet- ics, London : Imperial College Press, 1998. 46. Rouquerol F., Rouquerol J., Sing K. Adsorption by powders and porous solids, principles, methodology and applications, London: Academic Press, 1999. 47. Peigney A., Laurent C., Flahaut E., Basca R.R., Rousset A. Specific surface area of carbon nanotubes and bundles of carbon nanotubes, Carbon, 2001, 39, pp. 507–514. 48. Lucio D., Laurent D., Roger G., Yasushi S., Noriko Y. KOH activated carbon multiwall nanotubes, Carbon: Science and Technology, 2009, 3, pp. 120–124. 49. Frackowiak E., Delpeux S., Jurewicz K., Szostak K., Cazorla-Amoros D., Beguin F. Enhanced capacitance of carbon nanotubes through chemical activation, Chemical Physics Letters, 2002, 361, pp. 35–41. 50. Raymundo-Pinero E., Azais P., Cacciaguerra T., Cazorla-Amoroa D., Beguin F. High surface area carbon nanotubes prepared by chemical activation, Carbon, 2002, 40, pp. 1614–1617. 51. Raymundo-Pinero E., Azais P., Cacciaguerra T., Cazorla-Amoroa D., Linares-Solano A., Beguin F. KOH and NaOH activation mechanisms of multiwalled carbon nanotubes with different struc- tural organization, Carbon, 2005, 43, pp. 786–795. 52. Jurewicz K., Babel K., Pietrzak R., Delpeux S., Wachowska H. Capacitance properties of multi-walled carbon nanotubes modified by activa- tion and ammoxidation, Cabon, 2006, 44, pp. 2368–2375. 53. Li Z., Pan Z., Dai S. Nitrogen adsorption character- ization of aligned multiwalled carbon nanotubes and their acid modification, Journal of Colloid Interface Science, 2004, 277, pp. 35–42. 54. Kim S.H., Mulholland G.W., Zachariah M.R. Den- sity measurement of size selected multiwalled car- bon by mobility-mass characterization, Carbon, 2009, 47, pp. 1297–1302. 55. Available from: www.swentnano.com 56. Laurent Ch., Flahaut E., Peigney A. The weight and density of carbon nanotubes versus the number of walls and diameter, Carbon, 2010, 48, iss. 10, pp. 2994–2996. 57. Pang L.S.K., Saxby J.D., Chatfield S.P. Thermogravimetric analysis of carbon nanotubes and nanoparticles, Journal of Physical Chemistry, 1993, 97 (1), pp. 6941–6942. 58. Lima A, Musumed A, Liu H-W, Waclawik E, Silva G. Purity evaluation and influence of carbon nanotubeon carbon nanotube/graphite thermal sta- bility, Journal of Thermal Analysis and Calorime- try, 2009, 97 (1), pp. 257–263. 59. Dunens O.M., MacKenzie K.J., Harris A.T. Synthe- sis of multiwalled carbon nanotubes on fly ash de- rived catalysts, Environmental Science and Tech- nology, 2009, 43 (20), pp. 7889–7894. 60. Kowalska E., Kowalczyk P., Radomska J., Czerwosz E., Wronka H., Bystrzejewski M. IInfluence of high vacuum annealing treatment on some properties of carbon nanotubes, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2006, 86 (1), pp. 115–119. 61. Huang W., Wang Y., Luo G., Wei F. 99,9% purity multi-walled carbon nanotubes by vacuum high-temperature annealing, Carbon, 2003, 41(13), pp. 2585–2890. 62. Lin W., Moon K.-S., Zhang S., Ding Y., Shang J., Chen M. Microwave makes carbon nanotubes less defective, ACS Nano, 2010, 4 (3), pp. 1716–1722. 63. Born D., Andrews R., Jacques D., Anthony J., Bailin C., Meier M.S. Thermogravimetric analysis of the oxidation of multiwalled carbon nanotubes: evidence for the role of defect sites in carbon nanotube chemistry, Nano Letters, 2002, 2 (6), pp. 615–619. 64. Feng Y., Zhang H., Hou Y., McNicholas T.P., Yuan D., Yang S. Room temperature purification of few-walled carbon nanotubes with high yield, ACS Nano, 2008, 2 (8), pp.1634–1638. 65. Trigueiro J.P.C., Sivla G.G., Lavall R.L., Furtado C.A., Oliveira S., Ferlauto A.S. Purity evaluation of carbon nanotube materials by thermogravimetric, TEM and SEM methods, Journal of Nanoscience and Nanotechnolgy, 2007, 7 (10), pp. 3477–3486. 66. Peng L., Tingrnei W. Ultrasonic-assisted chemical oxidative cutting of multiwalled carbon nanotubes with ammonium persulfate in neutral media, Ap- plied Physics A: Materials Science and Processing, 2009, 97 (4), pp. 771–775. 67. Kim D.Y., Yang C.-M., Park Y.S., Kim K.K., Jeong S.Y., Han J.H. Characterization of thin multi-walled carbon nanotubes synthesized by cata- lytic chemic vapor deposition, Chemical Physics Letters, 2005, 413 (1–3), pp. 135–141. 68. Don-Young K., Young Soo Y., Soon-Min K., Hyoung-Joon J. Preparation of aspect ratio-con- trolled carbon nanotubes, Molecular Crystals and Liquid Crystals, 2009, 510, pp. 79–86. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2016. ¹ 1 47 69. Moodley P., Loos J., Niemantsverdriet J.W., Thune P.C. Is there a correlation between catalyst particle size and CNT diameter?, Carbon, 2009, 47 (8), pp. 2002–2013. 70. Ding F., Rosen A., Campbell EEB, Falk LKL, Bolton K. Graphitic encapsulation of catalyst parti- cles in carbon nanotube production, The Journal of Physical Chemistry B, 2006, 110 (15), pp. 7666–7670. 71. McKee GSB, Deck C.P., Vecchio K.S. Dimensional control of multi-walled carbon nanotubes in float- ing-catalyst CVD synthesized, Carbon, 2009, 47 (8), pp. 2085–2094. 72. Zhang H., Chen Y., Zeng G., Huang H., Xie Z., Jie X. The thermal properties of controllable diameter carbon nanotubes synthesized by using AB5 alloy of micrometer magnitude as catalyst, Materials Sci- ence and Engineering A, 2007, 464 (1–2), pp. 17–22. Received March 28, 2016 48 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2016. ¹ 1 Ïîäïèñûâàéòåñü íà æóðíàë «Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå» (èíäåêñ 74546) íà 2017 ã. ïî Ñâîäíîìó Êàòàëîãó àãåíòñòâà «ÓÊÐÈÍÔÎÐÌÍÀÓÊÀ» Ïî âîïðîñàì îðãàíèçàöèè ïîäïèñêè îáðàùàéòåñü ïî àäðåñàì: â Óêðàèíå â Ðîññèè ÎÎÎ «Óêðèíôîðìíàóêà» Äèðåêòîð «Óêðèíôîðìíàóêà» ßöêèâ Òàòüÿíà Ìèõàéëîâíà Òåë.: +38 (044) 288-03-46 å-mail: innovation@nas.gov.ua http://u-i-n.com.ua ÎÎÎ «Èíôîðìíàóêà» íà÷àëüíèê îòäåëà ïî ðàáîòå ñ èçäàòåëÿìè Áîãà÷åâà Åêàòåðèíà Ñåðãååâíà Òåë.: +7 (495) 787-38-73 Ìîá.: +7 (916) 668-26-07 ICQ: 643180321 å-mail: e-bogacheva@viniti.ru http://www.informnauka.com

Методи дослідження будови та чистоти вуглецевих нанотрубок (Огляд)

Репозитарії

Схожі ресурси