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《定向碳納米管的制備和復(fù)合催化劑合成碳納米管》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、定向碳納米管的制備和復(fù)合催化劑合成碳納米管摘要碳納米管(CNTS)自1991年首次發(fā)現(xiàn)以來(lái)，就由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和奇特的電學(xué)、力學(xué)特性以及其潛在的應(yīng)用價(jià)值而受到人們的關(guān)注。目前，碳納米管的制備及其工業(yè)化生產(chǎn)還存在許多問(wèn)題，特別是定向碳納米管的制備。本文以化學(xué)氣相沉積法(CvD)合成碳納米管，目的是為碳納米管的近一步研究和工業(yè)化生產(chǎn)提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。以二茂鐵為催化劑、二甲苯為碳源，在無(wú)H2、775。C的條件下，2個(gè)小時(shí)的時(shí)間里通過(guò)連續(xù)注入二茂鐵和二甲苯生長(zhǎng)出了長(zhǎng)達(dá)2001un長(zhǎng)的高度定向的碳納米管薄膜，其生長(zhǎng)速度比以前
2、文獻(xiàn)報(bào)道的提高幾倍。研究表明H2和溫度對(duì)定向碳納米管薄膜的生長(zhǎng)速度和碳納米管的形態(tài)有著非常重要的影響，合適的反應(yīng)溫度是制各定向碳納米管的關(guān)鍵因素。二茂鐵濃度則決定著合成的碳納米管的平均直徑，濃度越大，合成的碳納米管平均直徑就越大。在此基礎(chǔ)上，采用非連續(xù)供給催化劑的方式，即只在反應(yīng)初期快速通入二茂鐵，在后期則緩慢通入二甲苯，在775。C的反應(yīng)溫度下也制備了定向碳納米管薄膜。研究表明催化劑濃度對(duì)碳納米管的定向程度有重要的影響，催化劑濃度越高，生長(zhǎng)的定向碳納米管薄膜定向程度就越好。本研究的結(jié)果與碳納米管的頂端生長(zhǎng)模型相符合
3、，為碳納米管的頂端生長(zhǎng)模型提供了很好的證據(jù)。本文還對(duì)用復(fù)合催化劑來(lái)合成碳納米管作了嘗試，并且首次利用Ni-P(Ni．Ni3P)作為催化劑、C2H2為碳源，在650-750。C合成了碳納米管。結(jié)果發(fā)現(xiàn)除了有大量的碳納米管出現(xiàn)外，還有部分帶形和螺旋形等特殊結(jié)構(gòu)的碳納米管生成。這表明Ni．P(Ni-Ni3P)是一種合成碳納米管的有效催化劑，同時(shí)也為合成特殊結(jié)構(gòu)的碳納米管提供了一種新的途徑。關(guān)鍵詞：碳納米管，化學(xué)氣相沉積，二茂鐵，二甲苯，生長(zhǎng)機(jī)制，復(fù)合催化劑GROWTHOFALIGNEDCARBONNANOTUBESANDS
4、YNTHESIS0FCARBONNANOTUBESBYCON口OSITECAIAI『YSTABSTRACTSincebeingobservedforthefirsttimein1991，carbonnanotubes(CNTs)havearousedgreatinterestsbecauseoftheiruniquestructure，remarkableelectricalandmechanicalpropertiesandpotentialapplications．Atpresent，therearestillm
5、anyproblemswiththecontrolledsynthesisandlarge—scaleproductionofCNTs．AlignedCNTsandCNTswithspecialmorphologiesweresynthesizedbychemicaivapordeposition(CVD)inthisstudy．Theaimofthepresentworkistoprovidetheoreticalandexperimentalresultsforsolvingtheproblemsconcemed
6、．Hi曲lyalignedCNTsweresynthesizedthroughthecatalyticdecompositionofaferrocene—xylenemixtureat775℃withoutexternalintroductionofhydrogen．Thiswasdonewithconfmuoussupplyofcatalyst．ItwasobservedthatthefilmofaiignedCNTswas200prnⅡlickaftertwohours，andthegrowthrateWasse
7、veraltimesfasterthanthatreportedbefore．ItwasfoundthathydrogenandreactiontemperaturehadimportanteffectsonthegrowthrateandmorphologyofCNTs．ThediametersofCNTsweredeterminedbytheferroceneconcentration．Thatis，thehighertheconcentration,thewidertheCNTs．Forcomparision，
8、alignedCNTswerealsosynthesizedwithdiscontinuoussupplyofthecatalyst．ThiswasdonebYfastfeedingaferrocene—xylenemixtureattheinitialstageandthenslowlyfeedingxylenewithoutferrocen
