ปฏิกิริยา ในการผลิตท่อนาโนคาร์บอน การเตรียมท่อนาโนคาร์บอนที่ใช้กันทั่วไป ส่วนใหญ่รวมถึงวิธีการปล่อยอาร์ค วิธีการระเหยด้วยเลเซอร์ วิธีการสะสมไอเคมี วิธีไพโรไลซิสของก๊าซไฮโดรคาร์บอน วิธีการไพโรไลซิสเฟสของแข็ง วิธีการปล่อยเรืองแสง วิธีการเผาไหม้ก๊าซ และการสังเคราะห์พอลิเมอไรเซชันเป็นต้น

วิธีปล่อยอาร์คเป็นวิธีหลักในการผลิตท่อนาโนคาร์บอน ในปี 1991 นักฟิสิกส์ชาวญี่ปุ่นได้ค้นพบท่อนาโนคาร์บอนเป็นครั้งแรก จากเส้นใยคาร์บอนที่ผลิตโดยวิธีการปล่อยอาร์ค เนื่องจากมีความเกี่ยวข้องกับกระบวนการที่เฉพาะเจาะจงของวิธีโค้งออกเป็นดังนี้ ขั้วไฟฟ้ากราไฟท์ถูกวางไว้ในเรือ เนื่องจากมีปฏิกิริยาที่เต็มไปด้วยก๊าซฮีเลียมหรืออาร์กอน และอาร์คไฟฟ้าระหว่างสองขั้ว

ในเวลานี้อุณหภูมิที่สามารถเข้าถึงประมาณ 4000 องศา.ภายใต้สภาวะเหล่านี้ กราไฟต์จะระเหยออกไป ทำให้เกิดการผลิตภัณฑ์ที่ผลิตได้คือ ฟูลเลอรีน คาร์บอนอสัณฐาน รวมถึงท่อนาโนคาร์บอนแบบผนังเดี่ยวหรือหลายผนัง โดยการควบคุมปริมาณไฮโดรเจนในตัวเร่งปฏิกิริยา ภาชนะสามารถปรับผลผลิตสัมพัทธ์ของผลิตภัณฑ์หลายชนิดได้

การใช้วิธีการนี้ในการเตรียมท่อนาโนคาร์บอนนั้นค่อนข้างง่ายในทางเทคนิค แต่ท่อนาโนคาร์บอนที่ได้นั้นจะถูกผสมกับบัคมินสเตอร์ฟูลเลอรีน และผลิตภัณฑ์อื่น ซึ่งเป็นการยากที่จะได้ท่อนาโนคาร์บอนที่มีความบริสุทธิ์สูง เพราะมักจะได้ท่อนาโนคาร์บอนหลายชั้นในการวิจัยจริง ผู้คนมักต้องการท่อนาโนคาร์บอนชั้นเดียว

นอกจากนี้วิธีนี้ใช้พลังงานมากเกินไป สำหรับปฏิกิริยานักวิจัยบางคนได้พบว่า หากมีการละลายของลิเธียมคลอไรด์เป็นขั้วบวก เพราะมีประสิทธิภาพ สามารถลดพลังงานที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาบริสุทธิ์ผลิตภัณฑ์ค่อนข้างง่าย วิธีการสะสมไอสารเคมี หรือวิธีการไพโรไลซิสของก๊าซไฮโดรคาร์บอนได้รับการพัฒนา

เพราะส่งผลดีไม่เกิดข้อบกพร่องของวิธีการปล่อยอาร์คได้ในระดับหนึ่ง วิธีนี้ช่วยให้ก๊าซไฮโดรคาร์บอนผ่านแม่แบบที่ติดอยู่กับอนุภาคของตัวเร่งปฏิกิริยา ภายใต้สภาวะ 800 ถึง 1200 องศา ไฮโดรคาร์บอนที่เป็นก๊าซ สามารถย่อยสลายเพื่อผลิตท่อนาโนคาร์บอนได้ ข้อได้เปรียบที่โดดเด่นของวิธีนี้คือ สารตั้งต้นที่เหลือเป็นก๊าซ และสามารถออกจากระบบ ปฏิกิริยา

เพื่อให้ได้ท่อนาโนคาร์บอนที่มีความบริสุทธิ์ค่อนข้างสูง ในขณะเดียวกัน อุณหภูมิไม่จำเป็นต้องสูงเกินไป ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานได้ค่อนข้างดี อย่างไรก็ตาม ท่อนาโนคาร์บอนที่เตรียมไว้ มีเส้นผ่านศูนย์กลางและรูปร่างที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการเตรียมการ ทิศทางการวิจัยหลักของวิธีนี้คือ การควบคุมโครงสร้างของท่อนาโนคาร์บอนที่สร้างขึ้น โดยการควบคุมการจัดเรียงตัวเร่งปฏิกิริยาบนเทมเพลต เพราะมีความคืบหน้าบางอย่าง

เลเซอร์ระเหยเป็นกระบวนการเฉพาะของวิธีการระเหยด้วยเลเซอร์คือ แต่ต้องวางเป้าหมายกราไฟต์ผสมตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ หรือกราไฟต์ไว้ตรงกลางของหลอดควอทซ์ยาว จากนั้นวางหลอดในเตาให้ความร้อน เมื่ออุณหภูมิของเตาเผาเพิ่มขึ้นถึงอุณหภูมิที่กำหนด ก๊าซเฉื่อยจะถูกชะล้างเข้าไปในท่อ ลำแสงเลเซอร์จะโฟกัสไปที่เป้าหมายกราไฟต์

ก๊าซคาร์บอนถูกสร้างขึ้น ภายใต้การฉายรังสีด้วยเลเซอร์ เมื่อก๊าซคาร์บอน และอนุภาคของตัวเร่งปฏิกิริยาถูกลำเลียงจากโซนอุณหภูมิสูงไปยังโซนอุณหภูมิต่ำ โดยการไหลของก๊าซ ภายใต้การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยาไพโรไลซิสแบบโซลิดเฟส นอกจากนี้ยังมีวิธีการต่างๆ ได้แก่ ไพโรไลซิสแบบโซลิดเฟส ไพโรไลซิสแบบโซลิดเฟสเป็นวิธีการใหม่ สำหรับการไพโรไลซ์ของแข็งที่มีคาร์บอน เป็นองค์ประกอบทั่วไปเพื่อใช้กับหลอดนาโนคาร์บอนที่อุณหภูมิสูง

วิธีนี้ค่อนข้างเสถียร ไม่ต้องการตัวเร่งปฏิกิริยา อย่างไรก็ตาม ด้วยข้อจำกัดของวัตถุดิบ การผลิตไม่สามารถขยายขนาดและต่อเนื่องได้ ไอออนหรือเลเซอร์สปัตเตอร์ นอกจากนี้ยังมีวิธีไอออนหรือเลเซอร์สปัตเตอร์ แม้ว่าวิธีนี้จะง่ายต่อการผลิตอย่างต่อเนื่อง แต่ขนาดของมันก็จำกัด เนื่องจากเหตุผลด้านอุปกรณ์

การสังเคราะห์พอลิเมอไรเซชัน ในวิธีการเตรียมท่อนาโนคาร์บอน วิธีการสังเคราะห์พอลิเมอไรเซชัน โดยทั่วไปหมายถึง วิธีการใช้การจำลองแบบและการขยายแม่แบบ กระบวนการเตรียมทั่วไปของท่อนาโนคาร์บอน คล้ายกับกระบวนการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ปฏิกิริยาข้างเคียงมีความซับซ้อนและหลากหลาย ซึ่งเป็นการยากที่จะแน่ใจว่า ท่อนาโนคาร์บอนแบบเดียวกัน เป็นอาร์มแชร์หรือท่อนาโนซิกแซก

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่า ภายใต้การกระทำของกรด รวมถึงคลื่นอัลตราโซนิกท่อนาโนคาร์บอน สามารถแตกออกเป็นหลายส่วน จากนั้นจึงขยายและขยายออก ภายใต้การกระทำของอนุภาคตัวเร่งปฏิกิริยาระดับนาโนบางตัว เนื่องจากท่อนาโนคาร์บอนที่ได้จากการขยายสามารถม้วนงอได้ เช่นเดียวกับแม่แบบ

ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงจินตนาการว่า หากท่อนาโนคาร์บอนมีการแพร่กระจาย ในลักษณะนี้คล้ายกับการขยายดีเอ็นเอ ซึ่งจะพบว่า มีท่อนาโนหรือท่อนาโนรูปซิกแซกจำนวนเล็กน้อยเท่านั้น ที่สามารถทำซ้ำและขยายได้ในช่วงเวลาสั้นๆ จำนวนของท่อนาโนคาร์บอน ชนิดเดียวกันกับจำนวนเทมเพลตหลายล้านเท่า เพราะอาจกลายเป็นวิธีใหม่ในการเตรียมท่อนาโนคาร์บอนที่มีความบริสุทธิ์สูง

ตัวเร่งปฏิกิริยาแตกตัว ทำให้เกิดการแตกร้าวด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา เป็นวิธีการย่อยสลายวัสดุก๊าซที่มีคาร์บอนเช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ มีเทน เอทิลีน โพรพิลีน เบนซิน เพื่อผลิตท่อนาโนคาร์บอนที่อุณหภูมิ 600 ถึง 10000 องศา เพราะอยู่ภายใต้การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยา วิธีนี้จะทำให้สารประกอบที่ประกอบด้วยคาร์บอนแตกเป็นอะตอมของคาร์บอนที่อุณหภูมิสูงขึ้น

เนื่องจากอะตอมของคาร์บอนจะเกาะติดกับพื้นผิวของอนุภาคตัวเร่ง รวมถึงปฏิกิริยาภายใต้การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะทรานซิชัน เพื่อสร้างท่อนาโนคาร์บอน มีความเกี่ยวข้องกับส่วนประกอบที่ใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยา ที่ใช้ในวิธีการแตกตัวเร่งปฏิกิริยา โดยส่วนใหญ่เป็นโลหะทรานสิชันกลุ่ม หรือโลหะผสมของพวกมัน

เพื่อปรับสถานะพลังงานของโลหะออกฤทธิ์และเปลี่ยนการดูดซับสารเคมี รวมถึงความสามารถในการย่อยสลายของก๊าซที่มีคาร์บอน สารตั้งต้นของตัวเร่งปฏิกิริยา มีผลต่อกิจกรรมของการขึ้นรูปองค์ประกอบโลหะ มีการใช้โลหะออกไซด์ ซัลไฟด์ คาร์ไบด์และสารประกอบออร์กาโนเมทัลลิก

บทความที่น่าสนใจ : ความแตกต่าง ระหว่างกรดเรติโนอิกและเรตินอล