碳納米管（CNT）直徑控制對于許多導電和結構應用是必不可少的；迄今為止，适用于所有浮動催化劑化學氣相沉積（FC-CVD）反應器的通用直徑方法尚未建立。通過系統地探索各種基本的FC-CVD反應器參數（631個實驗），對單壁CNT（SWCNT）直徑進行了穩健的控制，包括：CO2、H2和Ar流速；碳源流速；添加的H2O（高達前所未有的碳源品質的30%）；二茂鐵濃度；反應器溫度（包括固體和液體懸浮催化劑的溫度）；和石英反應器管老化。作為這些實驗輸入因素的函數，在三個拉曼波長上，經過驗證的統計模型穩健地預測：1）通過徑向呼吸模式（RBM）的權重平均，SWCNT的直徑；2） 通過可行的RBM的分類出現，導緻SWCNT生長的條件。這一點值得注意，因為它說明了FC-CVD反應器控制的一種新範式，考慮了反應堆輸入因素、系統噪聲和其他非線性響應之間的互相作用。氧化影響（包括實驗室濕度）産生較小的CNT直徑，盡管H2O僅在較高的溫度下變得重要，并且CO2通過添加H2來抵消。反應器溫度的升高增加了直徑。熱解計算表明，反應器内的種類與注入的種類有很大差異。催化劑顆粒尺寸和化學狀态的動力學熱力學模型顯示，添加氧化種類使活性催化劑顆粒保持較小，進而解釋了由此産生的小CNT直徑。我們的多元統計方法與動力學熱力學模組化的強大結合，實作了對CNT合成的前所未有的洞察和控制。
來源：John S. Bulmer , Arthur W.N. Sloan , Michael Glerum , Jennifer Carpena-Núñez , Robert Waelder , Jefford Humes , Adam M. Boies , Matteo Pasquali , Rahul Rao , Benji Maruyama，Forecasting carbon nanotube diameter in floating catalyst chemical vapor deposition，Carbon 201 (2023) 719–733，https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.08.001