二氧化硅納米管的制備、機理及其相關性能的研究.pdf

1、碳納米管(CNTs)是典型的一維納米材料,它獨特的結構,優(yōu)異的性能和廣闊的應用前景受到了人們的廣泛關注。CNTs化學性質穩(wěn)定,耐強酸、強堿,在空氣中700℃以下基本不氧化。這些優(yōu)點使得碳納米管作為納米材料中最具潛力的材料之一,被稱為是納米材料的理想添加相。但是,通常碳納米管不溶解不熔融也不易加工,作為一種納米尺寸的材料還極易發(fā)生團聚,使其進一步開發(fā)與應用受到很大的限制。因此對碳納米管進行應用研究引起人們濃厚的興趣。本論文圍繞碳納米管納米

2、復合材料的合成,利用其作為模板,完成了以下一些工作:
　　 (1)采用化學合成法,以多壁碳納米管為模板,成功制備得到二氧化硅納米管。本實驗以SiCl4為硅源,金屬Zn作為還原劑,在一定溫度條件下反應一段時間,并保溫一定時間后再經過高溫處理即可得到二氧化硅納米管。樣品經過透射電鏡(TEM)分析可知,二氧化硅納米管的表面光滑,外管徑大約為40-60nm,管厚大約5nm,內徑完全依賴于碳納米管的外管徑,長度可達到微米級,長徑比比較大。

3、二氧化硅納米管的比表面積為156.229m2/g,比用于模板的多壁碳納米管的比表面積(1.540m2/g)增加了100多倍,樣品在波長209nm左右有很強的吸收峰,樣品在350nm的激發(fā)光下,發(fā)出紫光(461nm)。
　　 (2)研究各工藝參數(shù)對最終產物形貌的影響。用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡和多晶X射線衍射對制備的樣品進行了表征,系統(tǒng)研究了加入模板的量,反應溫度,保溫時間等工藝條件對二氧化硅納米管生長的影響。得到最佳的制備

4、工藝條件為:SiCl4為硅源,鋅粉為鋅源,Zn與SiCl4摩爾比6.6∶1,加入碳模板量為0.5g,反應溫度為550℃,保溫時間為5h。
　　 (3)根據各工藝參數(shù)對生成產物影響的討論,提出了化學-模板法制備納米管的生長機理。由圖TEM可知,隨著碳納米管量的增多,產物中納米管的量增多,當碳納米管的量超過一定的量時,產物中納米管會發(fā)生團聚,這說明納米粒子以碳納米管模板沉積到其表面,從而制備得到我們所需的形貌。
　　 本論文