納米碳纖維薄膜的制備與表征.pdf

1、作為現(xiàn)代文明社會和科學(xué)領(lǐng)域中的長期熱點(diǎn)，納米材料是新時代中最典型和最具有代表性的材料，而納米碳纖維又在納米科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域中起著重要的作用。納米碳纖維獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其具有高強(qiáng)度、高比表面積、優(yōu)良的場發(fā)射性能以及介電性能。在復(fù)合材料、場發(fā)射器件、催化劑載體和電化學(xué)探針等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文在較低溫度條件下，采用化學(xué)氣相沉積法(CVD)在分別經(jīng)過水熱法氧化腐蝕和草酸溶液腐蝕處理的銅基板表面直接催化乙炔制備出納米碳纖維薄膜。采

2、用掃描電子顯微鏡(SEM)與X射線粉末衍射儀(XRD)對合成產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)與形貌表征。研究了化學(xué)氣相沉積反應(yīng)條件以及基板預(yù)處理?xiàng)l件對產(chǎn)物形貌和結(jié)構(gòu)的影響，并對制備的碳纖維薄膜的疏水性能以及薄膜與基板的附著性進(jìn)行測試，對此方法生長納米碳纖維薄膜的生長機(jī)制進(jìn)行探究。
　　研究結(jié)果表明:水熱法氧化處理和草酸溶液腐蝕的銅基板表面制備出的納米碳纖維主要是直線型碳纖維，以及少量的螺旋型碳纖維。采用水熱法氧化處理后的銅基板表面可生長出直徑均勻的直

3、線型碳纖維，且在不同水熱條件下處理的銅基板表面催化劑顆粒有明顯差異，導(dǎo)致所制備出的碳纖維形貌也不同。反應(yīng)過程中，銅顆粒起到催化劑作用。經(jīng)草酸溶液腐蝕后的銅基板表面，在350℃的反應(yīng)溫度下，可制備出一層形貌均勻良好的納米碳纖維薄膜，纖維直徑為300-400nm，薄膜的厚度為20-30μm。
　　進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，水熱反應(yīng)中雙氧水濃度過高、草酸溶液腐蝕時間過長均不利于基板表面納米碳纖維的生長;化學(xué)氣相沉積反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度等因素均對納米