碳納米管在多孔基體上的取向生長研究.pdf

1、本文采用改進(jìn)的浮動(dòng)催化熱裂解法，以二茂鐵為催化劑，乙炔為碳源在多孔α-Al2O3基體上制備碳納米管。由于碳納米管的生長受到多種因素的影響，所以它的形貌、微觀結(jié)構(gòu)等的重復(fù)性很差，鑒于此，本文在考察各種工藝條件對(duì)碳納米管生長的影響的基礎(chǔ)上總結(jié)出制備高質(zhì)量碳納米管的工藝條件。 本文詳細(xì)地考察了反應(yīng)溫度，反應(yīng)時(shí)間，乙炔流量，催化劑沉積時(shí)間，催化劑前驅(qū)體與基體之間的距離等工藝參數(shù)對(duì)碳納米管生長情況的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在一定的溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)溫

2、度越高，碳在基體上沉積的越均勻，碳層越不容易脫落，但是碳的沉積量越少；在一定的時(shí)間范圍內(nèi)，隨反應(yīng)時(shí)間的延長，碳納米管的長度增加，定向性更好，但是時(shí)間過長也會(huì)導(dǎo)致碳層脫落；乙炔流量也要適中，太小則碳納米管生長速度較慢，太大則碳層脫落；催化劑沉積時(shí)間長則碳層易脫落，沉積時(shí)間短則碳納米管生長不充分；催化劑前驅(qū)體與基體之間的距離越長，碳在基體上沉積的越均勻，碳層越不容易脫落，但是碳的沉積量越少。分別考察了上述幾個(gè)工藝參數(shù)后，得出反應(yīng)溫度為800

3、℃，反應(yīng)時(shí)間為10min，乙炔流量為10ml/min，催化劑沉積時(shí)間為1min，催化劑前驅(qū)體與基體之間的距離為28cm時(shí)能夠制備出高質(zhì)量的有一定取向性的碳納米管，并且成功的幾率較大。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)改進(jìn)的浮動(dòng)催化法在一定的條件下能夠制備出一些結(jié)構(gòu)特殊的碳產(chǎn)物。研究了多孔α-Al2O3基體以及負(fù)載有碳納米管的基體對(duì)于H2和N2的氣體滲透性能，發(fā)現(xiàn)氣體透過基體的過程基本是受粘性流機(jī)理的控制，而基體負(fù)載有碳納米管后，努森擴(kuò)散作用增加，H2/N2的分