Сорбция водорода и радиальное тепловое расширение жгутов одностенных углеродных нанотрубок, облученных γ-квантами в среде водорода

Abstract

Исследовано влияние радиационного облучения в среде водорода на радиальное тепловое расширение одностенных углеродных нанотрубок и сорбцию ими водорода. Облучение проведено γ-квантами кобальта-60 (энергия кванта 1,2 МэВ, доза облучения 1,5⋅10⁷ рад) в среде нормального водорода при давлении 1 атм и температуре 300 К. Процессы сорбции и десорбции водорода образцами нанотрубок до и после облучения исследованы в интервале температур от 15 до 1170 К. Обнаружено, что облучение углеродных нанотрубок в среде водорода существенно повышает количество сорбированного в образце водорода. Облучение в среде водорода вызвало увеличение абсолютных значений радиального теплового расширения жгутов нанотрубок в исследованном температурном интервале (2–120 К). Разделено влияние физически и химически сорбированного в жгутах нанотрубок водорода на радиальное тепловое расширение облученных образцов.

Досліджено вплив радіаційного опромінення в середовищі водню на радіальне теплове розширення одностінних вуглецевих нанотрубок і сорбцію ними водню. Опромінення проведено γ-квантами кобальту-60 (енергія кванта 1,2 МеВ, доза опромінення 1,5·10⁷ рад) у середовищі нормального водню при тиску 1 атм і температурі 300 К. Процеси сорбції й десорбції водню зразками нанотрубок до й після опромінення досліджено в інтервалі температур від 15 до 1170 К. Виявлено, що опромінення вуглецевих нанотрубок у середовищі водню суттєво підвищує кількість сорбованого у зразку водню. Опромінення в середовищі водню викликало збільшення абсолютних значень радіального теплового розширення джгутів нанотрубок у температурному інтервалі 2–120 К. Розділено вплив фізично і хімічно сорбованого в джгутах нанотрубок водню на радіальне теплове розширення опромінених зразків.

The influence of radioactive irradiation in the H₂ atmosphere upon the radial thermal expansion of singlewalled carbon nanotubes and their sorption of hydrogen has been investigated. The samples were irradiated (1.5·10⁷ rad dose) with 1.2 MeV γ-quanta of ⁶⁰Co in the normal H₂ atmosphere under 1 atm at T = 300 K. The H₂ sorption–desorption processes in the nanotube samples before and after irradiation were investigated at T=15–1170 K. It is found that irradiation of CNTs in the H₂ atmosphere increases considerably the quantity of H₂ sorbed by the sample. The irradiation in the H₂ atmosphere led to an increase in the magnitudes of the radial thermal expansion of CNT bundles in the whole temperature interval (2–120 K). The effects of physically and chemically sorbed hydrogen in bundles of nanotubes upon the radial thermal expansion of the irradiated samples have been separated.