特種碳納米材料的合成.pdf

1、單壁碳納米管 (SWNTs)、雙壁碳納米管 (DWNTs)、多枝狀納米碳管和陣列納米碳管作為碳納米管(CNTs)的特殊形式，具有十分獨特的結構，性能優(yōu)異，潛在應用領域十分廣泛。近年來，由于在電子學上的應用取得重大發(fā)現(xiàn)，納米石墨片的研究成了另一個熱點。 本論文采用化學氣相沉積法(CVD)，以CH<,4>為碳源，制備了 SWNTs、DWNTs、多枝狀納米碳管、陣列納米碳管和納米石墨片這些特種碳納米材料。運用掃描電子顯微鏡(SEM)、

2、透射電子顯微鏡(TEM)、熱重分析(TGA)、X射線衍射(XRD)與拉曼(Raman)光譜等分析手段對這些特種碳納米材料進行了形貌、純度和收得率等方面的測試，研究了制備過程中(1)催化劑的種類、(2)催化劑載體的種類、(3)碳源氣體的流量和(4)保護氣的流量等參數(shù)的優(yōu)化，尋找最佳的參數(shù)條件。得到以下結論： 1．以Co-Mo-MgO (1∶0.1∶20)為催化劑裂解CH<,4>制得了 SWNTS，制備的最佳溫度為900℃，CH<,

3、4>和H<,2>最佳體積比為1∶5(總體積360ml/min)。通過高溫熱處理，證實了高溫熱處理可以純化CNTs。 2．條件催化劑的加入選擇性的合成了 DWNTs，提高了 DWNTs 的質量，而且提高了DWNTs 在產品中的比例。用這種方法可以制備出高質量的小直徑的DWNTs。 3．反應時間為45 min，反應溫度為950℃，CH<,4>∶H<,2>=0.5時CNTs的收得率和碳的轉化率最高。CH<,4>∶H<,2>=5