Tổng hợp Cacbon Nanon ống từ Etan trên cơ sở xúc tác Fe/γ-Al2O3 Phần 3. Mô hình hóa quá trình tổng hợp Cacbon Nano ống bằng phần mềm Comsol Multiphysics

Bài báo mô phỏng quá trình thay đổi nồng độ khí etan, hydro và cacbon trên xúc tác Fe/?-Al2O3, xác định mối liên quan của hoạt tính xúc tác đến sự hình thành cacbon nano ống và sự phân bố áp suất, vận tốc dòng khí trong thiết bị phản ứng bằng phần mềm COMSOL Multiphysics. Kết quả cho thấy hiệu suất tổng hợp CNT tối ưu ở thời gian 2 giờ, vận tốc dòng 6 cm/phút và phù hợp với các nghiên cứu thực nghiệm tối ưu hóa đã thực hiện trước đây. | Tổng hợp Cacbon Nanon ống từ Etan trên cơ sở xúc tác Fe/γ-Al2O3 Phần 3. Mô hình hóa quá trình tổng hợp Cacbon Nano ống bằng phần mềm Comsol Multiphysics Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ Tæng hîp cacbon nano èng tõ Etan trªn c¬ së xóc t¸c Fe/ -Al2O3 PhÇn 3. M« h×nh hãa qu¸ tr×nh tæng hîp cacbon nano èng b»ng phÇn mÒm COMSOL Multiphysics huúnh anh hoµng*, Hµ V¨n Thøc**, Lª v¨n thô*** Tãm t¾t: Bµi b¸o m« pháng qu¸ tr×nh thay ®æi nång ®é khÝ etan, hydro vµ cacbon trªn xóc t¸c Fe/ -Al2O3, x¸c ®Þnh mèi liªn quan cña ho¹t tÝnh xóc t¸c ®Õn sù h×nh thµnh cacbon nano èng vµ sù ph©n bè ¸p suÊt, vËn tèc dßng khÝ trong thiÕt bÞ ph¶n øng b»ng phÇn mÒm COMSOL Multiphysics. KÕt qu¶ cho thÊy hiÖu suÊt tæng hîp CNT tèi ­u ë thêi gian 2 giê, vËn tèc dßng 6 cm/phót vµ phï hîp víi c¸c nghiªn cøu thùc nghiÖm tèi ­u hãa ®· thùc hiÖn tr­íc ®©y. Tõ kho¸: CNT, Etan, Fe/ -Al2O3, CVD, COMSOL Multiphysics. 1. më ®Çu Tæng hîp cacbon nano èng (CNT) b»ng xóc t¸c l¾ng ®äng hãa häc trong pha h¬i (CVD) lµ ph­¬ng ph¸p cã triÓn väng nhÊt ®Ó s¶n xuÊt CNT ë qui m« lín do chóng cã chi phÝ s¶n xuÊt thÊp vµ hiÖu suÊt cao. Trong c¸c c«ng bè tr­íc ®©y [1, 2], chóng t«i ®· tiÕn hµnh kh¶o s¸t qu¸ tr×nh tæng hîp CNT tõ etan trªn c¬ së xóc t¸c Fe/ -Al2O3 b»ng ph­¬ng ph¸p CVD vµ kh¶o s¸t c¸c tÝnh chÊt cña vËt liÖu thu ®­îc. ë ®ã, ¶nh h­ëng cña ba yÕu tè ®Õn hiÖu suÊt t¹o thµnh CNT lµ nång ®é etan, nhiÖt ®é vµ vËn tèc dßng khÝ qua hÖ ph¶n øng ®· ®­îc kh¶o s¸t vµ tèi ­u hãa. Qu¸ tr×nh cacbon l¾ng ®äng trªn bÒ mÆt cña xóc t¸c Fe/ -Al2O3 th­êng ®­îc quan s¸t trong qu¸ tr×nh hydrocacbon vµ viÖc l¾ng ®äng cacbon cã ¶nh h­ëng ®Õn ho¹t tÝnh xóc t¸c còng nh­ vËn tèc cña dßng khÝ qua xóc t¸c [3-5]. Trong nghiªn cøu nµy, chóng t«i sö dông phÇn mÒm COMSOL Multiphysics [6, 7] ®Ó m« pháng sù thay ®æi nång ®é cña c¸c chÊt trong èng th¹ch anh, mèi liªn quan cña ho¹t tÝnh xóc t¸c ®Õn sù h×nh thµnh CNT, sù ph©n bè ¸p suÊt vµ vËn tèc dßng khÝ trong thiÕt bÞ ph¶n øng. KÕt qu¶ m«