МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО РОСТА ОДНОСЛОЙНОГО ГРАФЕНА НА МЕДНОМ КАТАЛИЗАТОРЕ В ПРОЦЕССЕ ХИМИЧЕСКОГО ПАРОФАЗНОГО ОСАЖДЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ

Предложена новая кинетическая модель изотермического роста однослойного графена на медном катализаторе в процессе химического парофазного осаждения углеводородов при низком давлении, основанная на экспериментальных данных по синтезу графена в реальном времени. Модель учитывает хемисорбцию и каталитическую декомпозицию этилена на медной поверхности, диффузию атомов углерода в радиальном направлении к центрам нуклеации в пределах тонкого расплавленного приповерхностного слоя меди, нуклеацию и автокаталитический рост графеновых доменов. Показано, что зависимость скорости роста графенового домена от времени имеет характерный ассиметричный колоколообразный вид. Получены временные зависимости для площади поверхности графенового домена, его размера и скорости роста при разных температурах синтеза и концентрациях этилена. Рассчитаны временные характеристики роста графеновых доменов в зависимости от параметров их синтеза. Полученные результаты могут быть использованы для выбора оптимальных режимов синтеза графена в процессах химического парофазного осаждения и на других катализаторах с низкой растворимостью углерода.
  Автор:  С. И. Футько, Б. Г. Шулицкий, В. А. Лабунов, Е. М. Ермолаева
Ключевые слова:  графен, аллотропы углерода, динамика роста графена в реальном времени, химическое парофазное осаждение, медный катализатор, гетерогенный катализ, переходные металлы, углеводороды
Стр:  146