銅基體上化學(xué)氣相沉積法原位生長(zhǎng)碳納米材料的研究.pdf

1、近年來(lái)，碳納米管(CNTs)和碳納米纖維(CNFs)等碳納米材料以其優(yōu)異的物理力學(xué)在高性能復(fù)合材料、新型電子器件等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，例如，復(fù)合電觸頭材料，超級(jí)電容器和吸波材料等。這些應(yīng)用要求CNTs與金屬導(dǎo)電基體之間具有良好的傳導(dǎo)性能，而在金屬基底上直接通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)生長(zhǎng)碳納米材料則是獲得低接觸電阻界面的最直接有效的方法之一。
　　 本文采用沉積-沉淀法在銅粉上制備了Fe/Y、Ni/Y、Co催化劑，并通過(guò)CVD法

2、原位合成碳納米相，分析了催化劑含量、還原溫度、生長(zhǎng)溫度和碳源載氣比例等參數(shù)對(duì)碳納米材料生長(zhǎng)的影響。同時(shí)，還對(duì)在Cu片上直接CVD生長(zhǎng)碳納米結(jié)構(gòu)做了系統(tǒng)的研究，并探討了單、雙螺旋CNFs的生長(zhǎng)條件和形成機(jī)理。
　　 研究結(jié)果表明：1)以鐵作為催化劑，生成的產(chǎn)物主要為碳洋蔥，只有在Fe含量達(dá)到10wt％，還原溫度為600℃時(shí)，才生成極少量的CNTs。以Ni/Y作為催化劑，在600℃下生長(zhǎng)1h，合成產(chǎn)物為CNTs且形貌良好，但是隨著催

3、化劑含量的增加，碳納米產(chǎn)物產(chǎn)率先升高后降低，5wt％左右比較理想。2)Co作為催化劑在Cu粉上原位生長(zhǎng)碳納米材料，不需添加稀土元素作為穩(wěn)定劑，在Co含量為3wt％，合成溫度為600℃，乙炔作為碳源，碳源與載氣比為1:16時(shí)，生長(zhǎng)得到了形貌良好，管徑均勻的CNTS，碳管呈竹節(jié)狀。在此過(guò)程中，Co與Cu同時(shí)起到催化的作用，一定的Co含量能夠提高Cu的催化活性。3)在銅片上以Co作為催化劑，催化劑溶液濃度為0.01mol/L時(shí)，在800℃下生