journal article·2012-08-14

Syntheses of Boron Nitride Nanotubes from Borazine and Decaborane Molecular Precursors by Catalytic Chemical Vapor Deposition with a Floating Nickel Catalyst

Shahana Chatterjee, Myung Jong Kim, Dmitri N. Zakharov, Seung Min Kim, Eric A. Stach, Benji Maruyama, Larry G. Sneddon

Chemistry of Materials· Volume 24· Issue 15
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Abstract

Multi- and double-walled boron nitride nanotubes (BNNTs) have been synthesized with the aid of a floating nickel catalyst via the catalytic chemical vapor deposition (CCVD) of either the amine-borane borazine (B 3 N 3 H 6 ) or the polyhedral-borane decaborane (B 10 H 14 ) molecular precursors in ammonia atmospheres. Both sets of BNNTs were crystalline with highly ordered structures. The BNNTs grown at 1200 °C from borazine were mainly double-walled, with lengths up to 0.2 μm and ∼2 nm diameters. The BNNTs grown at 1200–1300 °C from decaborane were double- and multiwalled, with the double-walled nanotubes having ∼2 nm inner diameters and the multiwalled nanotubes (∼10 walls) having ∼4–5 nm inner diameters and ∼12–14 nm outer diameters. BNNTs grown from decaborane at 1300 °C were longer, averaging ∼0.6 μm, whereas those grown at 1200 °C had average lengths of ∼0.2 μm. The BNNTs were characterized using scanning and transmission electron microscopies (SEM and TEM), and electron energy loss spectroscopy (EELS). The floating catalyst method provides a catalytic and potentially scalable route to BNNTs with low defect density from safe and commercially available precursor compounds.
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Research context

OpenAlex topics: Boron and Carbon Nanomaterials Research · Graphene research and applications · MXene and MAX Phase Materials

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Chemistry, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania 19104-6323, United States

Materials and Manufacturing Directorate, Air Force Research Laboratory, Wright Patterson Air Force Base, Ohio 45433, United States

Institute of Advanced Composite Materials, Korea Institute of Science and Technology, Dunsan-ri 864-9, Bondong-eup, Wanju-gun, Jeollabuk-do, Republic of Korea

School of Materials Engineering and Birck Nanotechnology Center, Purdue University, 1205 West State Street, West Lafayette, Indiana 47907, United States

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