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3 results on '"Djamel Eddine Gourari"'

1. CFD Analysis of Heat Transfer Phenomena in Arc Plasma Reactor

Author

Djamel Eddine Gourari, Benameur Benameur, Giulio Lorenzini, and Younes Menni

Subjects
Engineering (miscellaneous), Instrumentation
Abstract

In order to control flows and temperature distribution within plasma reactors experimentally requires significant research and development costs. the computational fluid dynamics (CFD) can be used as a powerful tool to investigate the flow pattern and heat transfer inside plasma reactors allowing us to construct best designs with minimal cost. In this work temperature profile and gas flow distribution in the thermal plasma reactor used for carbon nanotubes synthesis is studied by COMSOL Multiphysics. Two background gases Helium (He) and Nitrogen (N2) was compared. We conclude that unlike Nitrogen, Helium ensures a good recirculation in the arc chamber and therefore a good replenishment of the atmosphere by the reactants during the process.

Published
2022
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2. Synthesis of (B-C-N) Nanomaterials by Arc Discharge Using Heterogeneous Anodes

Author

Virginie Serin, Flavien Valensi, Manitra Razafinimanana, Marc Monthioux, Raul Arenal, Sébastien Joulié, Djamel Eddine Gourari, LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Matériaux Multi-fonctionnels et Multi-échelles (CEMES-M3), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Arc Electrique et Procédés Plasmas Thermiques (LAPLACE-AEPPT), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Instituto de Nanociencia de Aragón [Saragoza, España] (INA), University of Zaragoza - Universidad de Zaragoza [Zaragoza], Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)

Subjects
Chemical compositions, Materials science, Electric arcs, Analytical chemistry, Carbon nanotubes, Optical spectroscopy, chemistry.chemical_element, Nanotechnology, High resolution transmission electron microscopy, 02 engineering and technology, Carbon nanotube, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Electron spectroscopy, Nanomaterials, law.invention, Electric arc, Condensed Matter::Materials Science, Substitution rates, Single-walled carbon nanotubes (SWCN), law, 0103 physical sciences, Yarn, Electron energy levels, Electron scattering, Electron energy loss spectroscopy, 010306 general physics, Boron, High-resolution transmission electron microscopy, Electron temperature, Doped carbons, [PHYS]Physics [physics], Nanotubes, Graphene, Energy dissipation, Nitrogen plasma, Nanostructured materials, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, chemistry, Arc discharge, Plasmas, Optical emission spectroscopy, Optimal conditions, Core-level electrons, Plasma temperature, Electric discharges, 0210 nano-technology
Abstract

cited By 2; International audience; In spite of the current prevalence of the CVD-based processes, the electric arc remains an interesting process for the synthesis of carbon nanoforms, thanks to its versatility, robustness and easiness. It also allows performing in-situ substitution of carbon atoms by hetero-elements in the graphene lattice. Our work aims to establish a correlation between the plasma properties, type and chemical composition (and the substitution rate) of the obtained single-wall carbon nanotubes. The plasma was characterized by optical emission spectroscopy and the products were analyzed by high resolution transmission electron microscopy and core level Electron Energy-Loss Spectroscopy (EELS). Results show that a high boron content leads to a plasma temperature decrease and hinders the formation of nanotubes. This effect can be compensated by increasing the arc current and/or yttrium content. The optimal conditions for the synthesis of boron- and/or nitrogen-substituted nanotubes correspond to a high axial plasma temperature associated to a strong radial gradient. EELS analysis confirmed that the boron incorporates into the graphenic lattice.

Published
2016
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3. Synthesis of (B- and/or N-) substituted carbon nanoforms

Author

Raul Arenal, Manitra Razafinimanana, Sébastien Joulié, Djamel Eddine Gourari, Flavien Valensi, Marc Monthioux, LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Arc Electrique et Procédés Plasmas Thermiques (LAPLACE-AEPPT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Matériaux Multi-fonctionnels et Multi-échelles (CEMES-M3), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Instituto de Nanociencia de Aragón [Saragoza, España] (INA), University of Zaragoza - Universidad de Zaragoza [Zaragoza], Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC)-Universidad de Zaragossa, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Materials science, Electric arcs, chemistry.chemical_element, Nanotechnology, Carbon nanotube, Graphene lattices, 7. Clean energy, Substituted carbons, law.invention, Electric arc, Single-walled carbon nanotubes (SWCN), law, Lattice (order), Yarn, Physics::Atomic and Molecular Clusters, Chemical analysis, Boron, [PHYS]Physics [physics], Electric arc method, Graphene, [SPI.PLASMA]Engineering Sciences [physics]/Plasmas, Atom arrangement, Nitrogen, Carbon, chemistry, Physical chemistry, Nanoforms, Operating parameters
Abstract

cited By 0; Conference of 11th IEEE Nanotechnology Materials and Devices Conference, NMDC 2016 ; Conference Date: 9 October 2016 Through 12 October 2016; Conference Code:125383; International audience; Heterogeneous single wall carbon nanotubes and graphene were synthesized using the electric arc method. The arc conditions were monitored to study the correlation between the operating parameters and the obtained products. Substitution with boron and/or nitrogen was confirmed through spectroscopic chemical analyses. It was found that, as soon as N is present in suitable amount, the formation of BN islands within the graphene lattice prevails over other atom arrangements.

Published
2016
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