Угљоводонични гасови (посебно метан ЦХ₄ и етилен Ц₂Х₂) нуде значајне предности као прекурсори за угљеничне наноцеви (ЦНТ) у методама хемијског таложења из паре (ЦВД), углавном у следећим аспектима:
1. Висок садржај угљеника и ефикасност пуцања
- Висок однос угљеника-према-водонику: Гасови као што је метан (ЦХ₄) имају висок атомски однос-према-водонику, ефикасно ослобађајући атоме угљеника током пиролизе, што доводи до високог приноса угљеника.
- Умерена температура пуцања: У ЦВД процесу (700-1000 степени), гасови угљоводоника могу да се крекују на површини катализатора, директно генеришући атоме угљеника за раст ЦНТ са мало нуспроизвода (углавном водоника).
2. Јака контрола процеса
- Лака контрола протока и концентрације гаса: Подешавањем односа угљоводоничког гаса и гаса носача (нпр. Х₂, Ар), брзина снабдевања угљеником се може прецизно контролисати, што утиче на пречник, број зидова и брзину раста ЦНТ-а.
- Широки прозор раста: Различити гасови угљоводоника (нпр. метан је стабилан, етилен је високо реактиван) су погодни за раст различитих типова ЦНТ-а (једноструки-зидни/више-зидни).
3. Синергистички ефекат катализатора
- Редукција и активација катализатора: Атоми водоника који настају приликом крекинга угљоводоничних гасова одржавају редуковано стање катализатора прелазних метала (нпр. Фе, Цо, Ни), спречавајући њихову оксидацију и деактивацију.
- Умерена растворљивост угљеника: Презасићење угљеника у честицама катализатора промовише начин раста врха или базе ЦНТ-а.
4. Чистоћа и квалитет производа
- Мало нуспроизвода: Крекирањем се углавном стварају гасови угљеник и водоник, минимизирајући производњу нечистоћа као што је аморфни угљеник (ако је однос правилно контролисан).
- Мање структурних дефеката: У поређењу са изворима угљеника који-садрже кисеоник (као што је етанол), гасови угљоводоника смањују дефекте изазване нечистоћама кисеоника, фаворизујући раст високо кристалних ЦНТ.
5. Економски и безбедносни аспекти
- Нижа цена: Метан и ацетилен су петрохемијски нуспроизводи, широко доступни и релативно јефтини.
- Безбедност којом се може контролисати: Проток и притисак гаса се лако прате у ЦВД процесу, а емисије гасова стаклене баште су релативно ниске (ако је метан потпуно разбијен, главни нуспроизвод је водоник).
6. Прилагодљивост апликације
- Погодно за индустријску масовну производњу: Високо флуидне гасовите сировине се лако уносе у континуитет, што их чини погодним за велику-опрему за производњу као што је ЦВД са флуидизованим слојем.
- Може да се користи у комбинацији са другим гасовима: На пример, додавање мале количине водоника може да потисне формирање аморфног угљеника, а додавање мале количине водене паре може да очисти површину катализатора (ЦВД уз помоћ „кисеоника-).
