হাইড্রোকার্বন গ্যাস (বিশেষ করে মিথেন CH₄ এবং ইথিলিন C₂H₂) রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD) পদ্ধতিতে কার্বন ন্যানোটিউব (CNTs) এর অগ্রদূত হিসাবে উল্লেখযোগ্য সুবিধা প্রদান করে, প্রধানত নিম্নলিখিত দিকগুলিতে:
1. উচ্চ কার্বন সামগ্রী এবং ক্র্যাকিং দক্ষতা
- উচ্চ কার্বন-থেকে-হাইড্রোজেন অনুপাত: মিথেনের মতো গ্যাসের (CH₄) উচ্চ কার্বন-থেকে-হাইড্রোজেন পারমাণবিক অনুপাত থাকে, পাইরোলাইসিসের সময় দক্ষতার সাথে কার্বন পরমাণু মুক্ত করে, ফলে উচ্চ কার্বন ফলন হয়।
- মাঝারি ক্র্যাকিং তাপমাত্রা: CVD প্রক্রিয়ায় (700-1000 ডিগ্রী), হাইড্রোকার্বন গ্যাসগুলি অনুঘটক পৃষ্ঠে ফাটল হতে পারে, কিছু উপজাত (প্রধানত হাইড্রোজেন) সহ CNT বৃদ্ধির জন্য সরাসরি কার্বন পরমাণু তৈরি করে।
2. শক্তিশালী প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণযোগ্যতা
- গ্যাস প্রবাহের হার এবং ঘনত্বের সহজ নিয়ন্ত্রণ: বাহক গ্যাসের সাথে হাইড্রোকার্বন গ্যাসের অনুপাত সামঞ্জস্য করে (যেমন, H₂, Ar), কার্বন সরবরাহের হার সুনির্দিষ্টভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে, এইভাবে ব্যাস, দেয়ালের সংখ্যা এবং CNT-এর বৃদ্ধির হারকে প্রভাবিত করে।
- প্রশস্ত বৃদ্ধি উইন্ডো: বিভিন্ন হাইড্রোকার্বন গ্যাস (যেমন, মিথেন স্থিতিশীল, ইথিলিন অত্যন্ত প্রতিক্রিয়াশীল) বিভিন্ন CNT প্রকারের (একক-প্রাচীরযুক্ত/মাল্টি-প্রাচীরযুক্ত) বৃদ্ধির জন্য উপযুক্ত।
3. অনুঘটক Synergistic প্রভাব
- অনুঘটকের হ্রাস এবং সক্রিয়করণ: হাইড্রোকার্বন গ্যাসের ক্র্যাকিং থেকে উত্পাদিত হাইড্রোজেন পরমাণুগুলি ট্রানজিশন ধাতব অনুঘটকের (যেমন, Fe, Co, Ni), তাদের অক্সিডেশন এবং নিষ্ক্রিয়করণ রোধ করে।
- মাঝারি কার্বন দ্রবণীয়তা: অনুঘটক কণাগুলিতে কার্বনের সুপারস্যাচুরেশন CNT-এর ডগা বা বেস বৃদ্ধি মোডকে প্রচার করে।
4. পণ্য বিশুদ্ধতা এবং গুণমান
- কয়েকটি উপজাত: ক্র্যাকিং প্রধানত কার্বন এবং হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন করে, নিরাকার কার্বনের মতো অমেধ্য উৎপাদন কম করে (যদি অনুপাতটি সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রিত হয়)।
- কম গঠনগত ত্রুটি: অক্সিজেনের তুলনায়-কার্বন উত্স (যেমন ইথানল) ধারণকারী, হাইড্রোকার্বন গ্যাসগুলি অক্সিজেনের অমেধ্যের কারণে সৃষ্ট ত্রুটিগুলি কমায়, উচ্চ স্ফটিক সিএনটি বৃদ্ধির পক্ষে।
5. অর্থনৈতিক এবং নিরাপত্তার দিক
- কম খরচে: মিথেন এবং অ্যাসিটিলিন হল পেট্রোকেমিক্যাল উপজাত, ব্যাপকভাবে পাওয়া যায় এবং তুলনামূলকভাবে সস্তা।
- নিয়ন্ত্রণযোগ্য নিরাপত্তা: CVD প্রক্রিয়ায় গ্যাস প্রবাহের হার এবং চাপ সহজেই নিরীক্ষণ করা হয়, এবং গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন তুলনামূলকভাবে কম (যদি মিথেন সম্পূর্ণরূপে ফাটল হয়, প্রধান উপজাত হল হাইড্রোজেন)।
6. অ্যাপ্লিকেশন অভিযোজনযোগ্যতা
- শিল্প ব্যাপক উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত: উচ্চতর তরল বায়বীয় কাঁচামাল ক্রমাগত খাওয়ানো সহজ, এগুলিকে বড় আকারের উত্পাদন সরঞ্জাম যেমন তরলযুক্ত বিছানা সিভিডির জন্য উপযুক্ত করে তোলে৷
- অন্যান্য গ্যাসের সংমিশ্রণে ব্যবহার করা যেতে পারে: উদাহরণস্বরূপ, অল্প পরিমাণ হাইড্রোজেন যোগ করলে নিরাকার কার্বন গঠন দমন করা যায়, এবং অল্প পরিমাণ জলীয় বাষ্প যোগ করলে অনুঘটক পৃষ্ঠ ("অক্সিজেন-সহায়তা" CVD) পরিষ্কার করা যায়।
