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Plasma-Assisted Production of Carbon Black and Carbon Nanotubes from Methane by Thermal Plasma Reform

2013; Brazilian Chemical Society; Linguagem: Inglês

10.5935/0103-5053.20130278

1678-4790

Vanessa Zanon Baldissarelli, Luís Otávio de Brito Benetoli, Felipe Antonio Cassini, Ivan Gonçalves de Souza, Nito Ângelo Debacher,

Chemical and Physical Properties of Materials

A reforma de fontes de carbono por plasma térmico de argônio de elevada capacidade calorífica é um dos métodos mais promissores na síntese de novos materiais.Um método para a obtenção de negro de carbono e nanotubos de carbono através da pirólise do metano por plasma térmico de corrente contínua é relatado no presente trabalho.A reforma foi realizada na ausência de oxigênio utilizando um jato de plasma gerado por uma tocha de plasma de argônio.O produto sólido foi caracterizado por espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de varredura e transmissão.Os resultados mostraram que nanotubos de carbono foram produzidos na presença de catalisadores metálicos, enquanto que a formação de negro de carbono ocorreu na ausência de catalisadores no reator.A relação I D /I G obtida a partir dos espectros Raman indicou que a amostra obtida usando o catalisador 5%Ni/Al 2 O 3 apresentou nanotubos de carbono com maior pureza em relação aos outros catalisadores (10%Ni/Al 2 O 3 e 10%Ni-5%Ce/Al 2 O 3 ) testados.Thermal plasma processing of carbon sources using a plasma jet with high heat capacity is one of the most promising methods for the synthesis of new materials.A method for obtaining carbon black (CB) and carbon nanotubes (CNT) through the pyrolysis of methane using a thermal plasma direct current (DC) system is reported herein.The cracking operation is performed in the absence of oxygen using an external power source, i.e., a plasma jet generated by an argon plasma torch.The obtained carbonaceous materials were characterized by Raman spectroscopy, scanning, and transmission electron microscopy.The results showed that CNT are produced in the presence of a catalyst while CB formation occurs without a catalyst.The Raman I D /I G ratio indicated that the sample obtained using a 5%Ni/Al 2 O 3 catalyst contains a higher quantity of pure CNT than the other catalysts tested (10%Ni/Al 2 O 3 and 10%Ni-5%Ce/Al 2 O 3 ).