預混火焰合成碳納米管的實驗研究及數(shù)值模擬.pdf

1、碳納米管(Carbon nanotubes)具有獨特的分子結(jié)構(gòu)，以及良好的物理化學性能，例如力學性能，電磁性能，熱學性能等等，在各領(lǐng)域都有著廣泛的應用前景。目前，碳納米管主要的合成方法包括:石墨電弧法、化學氣相沉積法、激光蒸發(fā)法。然而，這些方法都有著各自的缺陷，包括設(shè)備復雜，工藝標準要求高，或是合成的碳納米管質(zhì)量及產(chǎn)量較低，無法滿足實驗要求和工業(yè)應用?；鹧婧铣煞ㄍㄟ^燃燒碳氫化合物提供熱源及碳源，并在催化劑的作用下生成碳納米管，具有裝置簡

2、單、工藝簡潔、反應迅速的優(yōu)點，并有望實現(xiàn)碳納米管的大規(guī)模生產(chǎn)，是一種低成本、高產(chǎn)出的全新方法。因此，開展火焰法合成碳納米管的研究具有重要的學術(shù)意義和應用價值。
　　在借鑒國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，本文采用乙炔流量為256sccm、氮氣流量為1120sccm、空氣流量為1280sccm的預混火焰進行合成碳納米管的實驗研究?；谌臃绞降母淖儯ㄟ^表征方法對比了層流預混火焰、繞流火焰、滯止火焰中合成的產(chǎn)物，最終在繞流火焰和滯止火焰中發(fā)現(xiàn)

3、了質(zhì)量較好的多壁碳納米管。另外，對催化劑溶液濃度及取樣時間對碳納米管生成的影響也進行了研究，分別采用了0.1 mol/L、0.5mol/L、1.0mol/L的硝酸鎳溶液作為催化劑涂覆于銅基板上，發(fā)現(xiàn)催化劑濃度的降低有利于提高碳納米管的質(zhì)量。而改變?nèi)訒r間，分別取2分鐘、5分鐘、10分鐘進行實驗，最終發(fā)現(xiàn)以5分鐘作為取樣時間時得到的碳納米管質(zhì)量較好，本文對其內(nèi)在的影響規(guī)律進行了研究分析。
　　針對火焰區(qū)域，使用CFD軟件建立燃燒過程