| 초록 |
높이가 1.0m이고 내경이 0.053m인 유동층 반응기에서 CH4를 열분해 하여 탄소나노튜브를 합성하는 실험을 수행하고자 스테인레스제 유동층 반응기를 제작하였다. CNT합성 실험에 들어가기 전에 동일한 크기의 아크릴 칼럼을 이용하여 촉매와 탄소나노튜브의 유동특성을 충분히 고찰해서 고온에서의 합성실험 조건을 최적화하는데 필요한 기본 데이터들을 수집하였다. 또한 스테인레스 칼럼에서는 칼럼 내의 높이에 따른 온도 분포, 동일한 크기의 아크릴 칼럼에서는 철 촉매의 유동특성을 고찰하였다. 탄소나노튜브의 합성실험에 앞서 기초 실험 결과, 합성에 필요한 온도 범위인 500oC~850oC만큼 온도조절이 가능함을 알 수 있었고 유속에 따른 철촉매의 Umf, Umb를 살펴 봄으로써 또한 합성에 필요한 반응기체들의 적정유량 범위를 결정할 수 있게 되었다. 본격적인 탄소나노튜브의 합성실험에서는 위와 같은 기초실험 데이터를 이용하고 유동층이 가지는 장점을 활용하여 입경분포가 균일하면서 저직경의 탄소나노튜브를 합성하고자 한다. 또한 탄소나노튜브의 합성실험에서 반응온도와 반응기체의 유량 및 유량비, 반응시간, 촉매입자의 직경 등을 조업변수로 하여 탄소나노튜브의 평균직경과 직경분포에 대한 조업변수들의 영향을 고찰하고자 한다. |
