Czasopismo | RUDY I METALE NIEŻELAZNE | Rocznik 2017 - zeszyt 1

WPŁYW ZWIĄZKÓW POWIERZCHNIOWO-CZYNNYCH NA PROCES KATODOWEGO WSPÓŁOSADZANIA MIEDZI I NANORUREK WĘGLOWYCH

10.15199/67.2017.1.3

nr katalogowy: 103567
10.15199/67.2017.1.3

W artykule przedstawiono wyniki badań elektrochemicznego współosadzania miedzi i wielościennych nanorurek węglowych z roztworu siarczanowego (pH 2), w obecności związków powierzchniowo-czynnych: kationowego CTAB i anionowego SDS (0,27-2,7 mM). Pomiary metodą woltamperometrii cyklicznej wykazały, że oba dodatki zwilżające, wpływają na kinetykę redukcji jonów miedzi, lecz obecność CNT ogranicza ich działanie na powierzchni katody, wskutek większej tendencji CTAB i SDS do adsorpcji na hydrofobowej powierzchni cząstek materiału węglowego w głębi elektrolitu. CTAB sprzyja wbudowywaniu się CNT w osnowę miedzi, ułatwiając ich adsorpcję na powierzchni katody i dodatkowe zarodkowanie miedzi na nanorurkach. Skutkuje to zabudowywaniem CNT między ziarnami metalicznymi, tworzeniem osadów o wysokiej porowatości i uzyskiwaniem wysokich wydajności prądowych 95 ± 2%. SDS hamuje adsorpcję CNT na elektrodzie, prowadzi do wbudowania nanorurek wewnątrz kryształów metalu i tworzenia osadów katodowych o mniej rozwiniętej powierzchni, przy wydajności prądowej procesu 61 ± 7%. Słowa kluczowe: elektroliza; kompozyt; miedź; nanorurki węglowe; związki powierzchniowo-czynne INFLUENCE OF SURFACTANTS ON CATHODIC CODEPOSITION OF COPPER AND CARBON NANOTUBES The paper presents electrochemical codeposition of copper and multiwalled carbon nanotubes from sulfate solution (pH 2) in the presence of surfactants: cationic CTAB and anionic SDS (0.24-2.7 mM). Cyclic voltammetry showed that both additives affect the kinetics of copper ions reduction, but CNT hinder the action of surfactants on the cathode surface due to higher affinity of CTAB and SDS to adsorption on hydrophobic nanotubes in the bulk of the electrolyte. CTAB favors incorporation of CNT into the copper matrix, improves their adsorption on the cathode surface and enhances additional copper nucleation on nanotubes. It results in the incorporation of CNT between metal crystals, formation of high porous deposit[...]

Bibliografia

[1] Arai Susumu, Takashi Saito, Morinobu Endo. 2010. "Effects of additives on Cu-MWCNT composite plating films". Journal of The Electrochemical Society 157 (3): D127-D134.
[2] Arai Susumu, Takashi Saito, Morinobu Endo. 2010. "Cu-MWCNT composite films fabricated by electrodeposition". Journal of The Electrochemical Society 157 (3): D147-D153.
[3] Aryasomayajula Lavanya, Klaus-Juergen Wolter. 2013. "Carbon nanotube composites for electronic packaging applications: a review". Journal of Nanotechnology. http://dx.doi. org/10.1155/2013/296517 (dostęp: 20.12.2016).
[4] Chen Q. 2010. Carbon nanotube reinforced metal compos ites. US Patent nr: 7 651 766 B2.
[5] Chowdhury Tamjid, James F. Rohan. 2013. "Carbon Nanotube Composites for Electronic Interconnect Applications". InTech: 367-393. http://dx.doi.org/10.5772/52731 (dostęp: 20.12.2016).
[6] Endo M., M. S. Strano, P. M. Ajayan. 2008. "Potential applications of carbon nanotubes". Topics in Applied Physics 111: 13-62.
[7] Gupta. Chiranjib Kumar. 2003. Chemical metallurgy: principles and practice. Weinheim Wiley-VCH GmbH & Co. KGaA.
[8] Hjortstam O., P. Isberg, S. Soderholm, H. Dai. 2004. "Can we achieve ultra-low resistivity in carbon nanotube-based metal composites?". Applied Physics A: Materials Science & Processing 78 (8): 1175-1179.
[9] Lau Alan Kin-Tak, David Hui. 2000. "The revolutionary creation of new advanced materials - carbon nanotube composite". Composites Part B: Engineering 33 (4): 263-277.
[10] Liu P., D. Xu, Z. Li, B. Zhao, E. S. W. Kong, Y. Zhang. 2008. "Fabrication of CNTs/Cu composite thin films for interconnects application". Microelectronic Engineering 85 (10): 1984-1987.
[11] Lu Jian Ping. 1997. "Elastic properties of carbon nanotubes and nanoropes". Physical Review Letters 79: 1297-1300.
[12] Qin Xiao-Xin, Jing-Jun Liu, Feng Wang, Jing Ji. 2011. "Effect of multi-walled carbon nanotubes as second phase on the copperelectrochemical reduction behavior for fabricating their nanostructured composite films". Journal of Electroanalytical Chemistry 651: 233-236.
[13] Treacy M. M. J., T. W. Ebbesen, J. M. Gibson. 1996. "Exeptionally high Young’s modulus observed for invidual carbon nanotubes". Nature 381: 678-680.
[14] Uddin Sheikh M., Tanvir Mahmud, Christoph Wolf, Carsten Glanz, Ivica Kolaric, Christoph Volkmer, Helmut Höller, Ulrich Wienecke, Siegmar Roth, Hans Jörg Fecht, 2010. "Effect of size and shape of metal particles to improve hardness and electrical properties of carbon nanotube reinforced copper and copper alloy composites". Composites Science and Technology 70: 2253-2257.
[15] Vairavapandian Deepa, Pornnipa Vichchulada, Marcus D. Lay. 2008. "Preparation and modification of carbon nanotubes: review of recent advances and applications in catalysis and sensing". Analytica Chimica Acta 626: 119-129.
[16] Yu Min-Feng, Oleg Lourie, Mark J. Dyer, Katerina Moloni, Thomas F. Kelly, Rodney S. Ruoff. 2000. "Strength and breaking mechanism of multiwalled carbon nanotubes under tensile load". Science 287: 637-640.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 103567 "WPŁYW ZWIĄZKÓW POWIERZCHN..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


RUDY I METALE NIEŻELAZNE - e-zeszyt (pdf) 2017-1 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	32.00 zł
RUDY I METALE NIEŻELAZNE - e-zeszyt (pdf) 2017-10 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	32.00 zł
RUDY I METALE NIEŻELAZNE - e-zeszyt (pdf) 2017-11 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	32.00 zł
RUDY I METALE NIEŻELAZNE - e-zeszyt (pdf) 2017-12 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	32.00 zł

Zeszyt

2017-1

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Zeszyt

Czasopisma