定向碳納米管的制備及碳納米管雷達(dá)波吸收性能研究.pdf

1、本文首先采用管式反應(yīng)爐以二茂鐵作為催化劑先驅(qū)體、二甲苯作為碳源、以Ar/H2為載氣、以石英板或石英片作為基底制備了定向碳納米管薄膜。通過(guò)向反應(yīng)室引入適量的水蒸氣，選擇性的除去非晶碳，延長(zhǎng)催化劑的壽命，獲得了厚達(dá)2mm的大面積定向碳納米管薄膜。其次研究了向反應(yīng)室引入氨氣對(duì)定向碳納米管薄膜的影響。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射儀(XRD)以及高分辨掃描電子顯微鏡(HRSEM)和高分辨透射電子顯微鏡(HRT

2、EM)對(duì)碳納米管進(jìn)行了表征。最后研究了碳納米管、稀土摻雜碳納米管、定向碳納米管薄膜的吸波性能。研究結(jié)果表明：當(dāng)向反應(yīng)室引入水蒸氣合成毫米級(jí)長(zhǎng)度的碳納米管時(shí)，生長(zhǎng)溫度宜控制在850℃左右；在載氣總流量為2000ml/min(Ⅰ路Ar/H21600/200ml/min、Ⅱ路Ar200ml/min，其中第Ⅱ路Ar攜帶水蒸氣)、生長(zhǎng)溫度為850℃、生長(zhǎng)時(shí)間60min等相同條件下，隨著二茂鐵濃度的增加，碳納米管的直徑減小，碳納米管的長(zhǎng)度先增加后減

3、小，在二茂鐵濃度為0.06g/ml時(shí)，碳納米管長(zhǎng)度有最大值1.1mm；水的引入量(由第Ⅱ路Ar的流量決定)是影響催化劑的壽命的關(guān)鍵因素。在生長(zhǎng)溫度為850℃、二茂鐵濃度為0.04g/ml、ⅡAr為400ml/min等生長(zhǎng)條件下，得到了長(zhǎng)達(dá)1.75mm的定向碳納米管；隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，定向碳納米管薄膜的厚度增加，平均生長(zhǎng)速率先增加后降低，當(dāng)生長(zhǎng)時(shí)間為120min時(shí)，可以得到厚約2mm的定向碳納米管薄膜；將氨氣引入反應(yīng)室導(dǎo)致定向碳納米管薄