電熱法液態(tài)氣相催化制備碳納米管的研究.pdf

1、碳納米管優(yōu)異的物理化學(xué)性能使其擁有廣泛的應(yīng)用前景，其制備工藝的研究得到了廣泛的關(guān)注，傳統(tǒng)碳納米管制備方法工藝成熟，應(yīng)用廣泛，但或多或少的存在一些缺陷，如成本較高，對(duì)制備條件要求較高，實(shí)驗(yàn)設(shè)備復(fù)雜等，因此，探尋一些制備方法簡(jiǎn)單，成本低廉及環(huán)境友好的碳納米管制備工藝成為碳納米管制備的發(fā)展方向。本文嘗試并開(kāi)發(fā)了一種設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低廉，操作簡(jiǎn)單，環(huán)境友好的碳納米管制備工藝，該工藝的特征如下：構(gòu)造一個(gè)基底，并在基底上構(gòu)造出一種金屬元素作為催化劑，

2、使金屬催化劑在基底上形成一層薄膜或細(xì)小顆粒，將載有催化劑的基底置于含有碳?xì)浠衔锏娜芤褐?，利用直流電源將基底加熱至預(yù)定溫度，使基底周?chē)囊后w逐漸處于紊動(dòng)狀態(tài)并在基底表面有氣泡產(chǎn)生，并使基底的表面產(chǎn)生一層氣態(tài)薄膜，從而構(gòu)造出碳納米管生長(zhǎng)的條件。該方法中選擇硅片作為基地，F(xiàn)e作為金屬催化劑。利用該工藝嘗試使用碳?xì)浠衔镒鳛樘荚磳?duì)碳納米管進(jìn)行制備，考察該工藝的可行性，并尋找利用該工藝制備碳納米管的最佳參數(shù)，通過(guò)對(duì)可行性的考察和參數(shù)的研究，利用

3、該方法的最佳參數(shù)嘗試能否利用工業(yè)排放的高濃度有機(jī)廢水制備碳納米管。具體研究工作如下:
　　1.嘗試以乙醇作為碳源，利用SEM和TEM考察和驗(yàn)證利用本文所述的方法能否進(jìn)行碳納米管的制備。研究結(jié)果表明，反應(yīng)時(shí)間1h就會(huì)有碳納米管的生成，并且碳納米管形貌多樣，數(shù)量豐富，證明該法制備碳納米管的可行性。
　　2.嘗試在無(wú)水乙醇中引入水作為碳源，利用本文敘述的方法制備碳納米管，通過(guò)SEM和TEM觀察表明，可以生成形狀多樣的碳納米管，證明

4、加水后該方法仍具備制備多種形態(tài)碳納米管的能力；通過(guò)對(duì)引入水量的考察后發(fā)現(xiàn)，碳源溶液中引入水后，水對(duì)碳納米管的生長(zhǎng)具有雙重作用，水量太多或太少都會(huì)影響所得碳納米管的產(chǎn)率，在適量水量的參與下，碳納米管的生長(zhǎng)狀況可以達(dá)到最佳。水量過(guò)小，催化劑容易較快失活，碳納米管高速生長(zhǎng)時(shí)間短，產(chǎn)率受限；水量過(guò)大，一方面碳源濃度不足使碳納米管生長(zhǎng)速度降低，另一方面水還會(huì)消耗部份已經(jīng)生成的碳納米管，也不利于碳納米管的生長(zhǎng)。
　　3.嘗試在碳源中酸堿度，考

5、察對(duì)碳納米管生長(zhǎng)的影響，發(fā)現(xiàn)加入酸度后，會(huì)阻礙碳納米管的生長(zhǎng)，并且對(duì)碳納米管的生長(zhǎng)影響很大；而加入堿度以后對(duì)碳納米管的產(chǎn)量影響不大，仍可使碳納米管大量生長(zhǎng)并可以產(chǎn)生多種形態(tài)的碳納米管。
　　4.嘗試多種碳?xì)浠衔锘旌衔镒鳛樘荚?，并考察碳納米管的生長(zhǎng)狀況，利用乙醇與乙二醇乙醚乙酸酯配比溶液作為碳源，可以生成數(shù)量眾多的碳納米管，且生成的碳管形狀多樣，可以證明利用多種碳?xì)浠衔锏幕旌衔镒鳛樘荚纯梢灾苽涑鎏技{米管。
　　5.嘗試?yán)?/p>