以K-Ca鹽為催化劑化學(xué)氣相沉積納米碳纖維的研究.pdf

1、本文以堿金屬K2CO3和CaCO3為催化劑、乙炔及乙炔和氮?dú)?氫氣為碳源氣體沉積納米碳纖維，對(duì)催化劑的制備方法和影響納米碳纖維沉積的因素進(jìn)行了研究，通過(guò)SEM、TEM、XRD和HRTEM對(duì)納米碳纖維的形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。 實(shí)驗(yàn)采用前驅(qū)體法和微乳液法制備的K2CO3催化劑和乙炔通過(guò)化學(xué)氣相沉積法制備納米碳纖維。通過(guò)產(chǎn)率的比較發(fā)現(xiàn)前驅(qū)體法制備的K2CO3催化劑沉積得到的K2CO3納米碳纖維產(chǎn)率更高；比較不同溫度下碳纖維的結(jié)構(gòu)和形貌

2、發(fā)現(xiàn)600℃適合螺旋形纖維的生長(zhǎng)，而700℃適合線形纖維的生長(zhǎng)；以乙炔為碳源、富馬酸鉀制備的K2CO3為催化劑沉積納米碳纖維，結(jié)果發(fā)現(xiàn)550℃沉積得到的納米碳纖維形貌均勻，直徑在80nm左右。沉積溫度600℃時(shí)，纖維的光潔程度提高，出現(xiàn)了少量的納米碳管，管壁很薄很光滑。在乙炔中加入氮?dú)鈱?duì)沉積影響不大，只是得到的產(chǎn)物表面比較光潔，加入氫氣后得到的纖維產(chǎn)率較高；C2H2：H2＜2：1時(shí)，隨著氫氣比例增大，產(chǎn)物產(chǎn)率增加，C2H2：H2＞2：1

3、時(shí)，隨著氫氣比例增大，產(chǎn)物產(chǎn)率下降，沉積時(shí)間增加一倍時(shí)產(chǎn)率是原來(lái)的近4倍。 實(shí)驗(yàn)對(duì)CaCO3沉積納米碳纖維進(jìn)行了研究，500℃沉積得到了直線型納米碳纖維和螺旋形納米碳纖維，而直線型納米碳纖維產(chǎn)生了分叉的纖維束結(jié)構(gòu)，沉積得到的碳結(jié)晶度很小。在700℃時(shí)也得到了線型纖維和螺旋型纖維，還發(fā)現(xiàn)了納米碳管，700℃沉積得到的碳結(jié)晶性也很差，結(jié)構(gòu)無(wú)序。而600℃沉積得到的碳具有高度的有序性。600℃時(shí)纖維的石墨層是沿著軸的方向。700℃時(shí)納