以Cu、Ni、Co和Fe為催化劑化學(xué)氣相沉積納米碳纖維的研究.pdf

1、本文以氫氣還原硝酸鹽高溫分解產(chǎn)物的方法制備催化劑，以乙炔及乙炔和氫氣的混合氣為碳源化學(xué)氣相沉積納米碳纖維，對(duì)催化劑隨溫度的活性變化，尾氣的成分和影響納米碳纖維沉積的因素進(jìn)行了研究，并通過(guò)SEM對(duì)納米碳纖維的形貌進(jìn)行了表征。
　　 實(shí)驗(yàn)對(duì)Cu，Ni，F(xiàn)e催化劑的催化活性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)：銅的活性隨著溫度的升高先增后降，然后再升高，并在250℃左右的時(shí)侯便已達(dá)到一極大值。對(duì)纖維生長(zhǎng)過(guò)程中尾氣成分及顏色變化研究發(fā)現(xiàn)，尾氣的成分主要為H

2、2，CH4，C2H2，C2H4，C3H4，C3H6和C3H8，尾氣的顏色隨溫度的升高逐漸加深，且有油狀物質(zhì)產(chǎn)生；鎳催化劑的活性變化情況與銅類似，但是在400℃左右時(shí)才出現(xiàn)極大值，沉積過(guò)程中所產(chǎn)生的尾氣主要成分也與銅的相同，但整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中尾氣顏色基本上沒(méi)有發(fā)生變化；鐵催化劑在100℃便已具有很高的活性，甚至在C2H2:H2=1∶1和1:4的氣氛條件下已達(dá)到最大值，尾氣的顏色在600℃左右時(shí)也發(fā)生了變化。
　　 另外，實(shí)驗(yàn)采用Cu

3、，Ni，F(xiàn)e和Co為催化劑在不同的碳源條件下制備納米碳纖維，研究發(fā)現(xiàn)，催化劑、溫度和碳源中氫氣含量是影響化學(xué)氣相生長(zhǎng)納米碳纖維的重要因素。氫氣的存在不僅能夠清潔催化劑表面延緩催化劑中毒，而且能夠?qū)е麓呋瘎┍砻姘l(fā)生重構(gòu)，進(jìn)而影響催化劑的活性。在本實(shí)驗(yàn)條件下Cu和Co微粒的催化效率較高，所得的纖維的產(chǎn)量較大；Fe催化劑的催化活性較差，沉積產(chǎn)物中只存在少量的纖維。通過(guò)對(duì)形貌及產(chǎn)率的比較發(fā)現(xiàn)，以銅為催化劑在反應(yīng)溫度為500℃、乙炔與氫氣的含量比