Plasma-Assisted Production of Carbon Black and Carbon Nanotubes from Methane by Thermal Plasma Reform

Abstract

A reforma de fontes de carbono por plasma térmico de argônio de elevada capacidade calorífica é um dos métodos mais promissores na síntese de novos materiais. Um método para a obtenção de negro de carbono e nanotubos de carbono através da pirólise do metano por plasma térmico de corrente contínua é relatado no presente trabalho. A reforma foi realizada na ausência de oxigênio utilizando um jato de plasma gerado por uma tocha de plasma de argônio. O produto sólido foi caracterizado por espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de varredura e transmissão. Os resultados mostraram que nanotubos de carbono foram produzidos na presença de catalisadores metálicos, enquanto que a formação de negro de carbono ocorreu na ausência de catalisadores no reator. A relação ID/IG obtida a partir dos espectros Raman indicou que a amostra obtida usando o catalisador 5%Ni/Al2O3 apresentou nanotubos de carbono com maior pureza em relação aos outros catalisadores (10%Ni/Al2O3 e 10%Ni-5%Ce/Al2O3) testados. Thermal plasma processing of carbon sources using a plasma jet with high heat capacity is one of the most promising methods for the synthesis of new materials. A method for obtaining carbon black (CB) and carbon nanotubes (CNT) through the pyrolysis of methane using a thermal plasma direct current (DC) system is reported herein. The cracking operation is performed in the absence