基板法銅粒子催化合成納米碳纖維陣列的研究.pdf

1、自納米碳纖維發(fā)現(xiàn)以來，由于它在納米技術(shù)領(lǐng)域起著重要的作用，因而引起了科學(xué)家們的極大的興趣。納米碳纖維(Carbon nanofibers，簡稱CNFs)是一種新型納米材料，其直徑介于納米碳管和氣相生長碳纖維之間，因此不但具有氣相生長碳纖維所具有的特性，而且具有長徑比大、獨(dú)特的機(jī)械、電學(xué)以及熱學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn)，在雙電層電容器電極、鋰離子二次電池陽極材料、結(jié)構(gòu)增強(qiáng)材料、電化學(xué)探針等方面具有巨大的應(yīng)用前景。
　　 在本文中，在低溫下利用各

2、種不同的催化劑前軀體在不同的金屬基體上催化熱解乙炔制備出了納米碳纖維。研究了影響納米碳纖維形貌的因素，包括反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑前軀體在金屬基板上負(fù)載時(shí)間以及升溫速率等。并通過掃描電鏡(SEM)、X射線粉末衍射(XRD)、紅外(IR)等測試設(shè)備研究了納米碳纖維的形貌和結(jié)構(gòu)，并且討論了納米碳纖維的生長機(jī)理。
　　 結(jié)果：發(fā)現(xiàn)：制備出的納米碳纖維有三種形貌，陣列生長納米碳纖維；螺旋納米碳纖維，線形納米碳纖維。以乙炔為反應(yīng)氣體，酒

3、石酸銅和銅溶膠為催化劑前驅(qū)體分別負(fù)載在鐵基體和銅基體上均能制備出陣列生長形貌的納米碳纖維；銅溶膠為催化劑前驅(qū)體負(fù)載在鐵基板和鋁基板上制備出了線形納米碳纖維；酒石酸銅為催化劑前驅(qū)體負(fù)載在銅基板和鋁基板上催化生長了既有線形也有螺旋形貌的納米碳纖維。
　　 通過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)：隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，制備的納米碳纖維長度越長，且保持纖維直徑不變；減小升溫速率有利于纖維長度的增加；催化劑前軀體在金屬基體上負(fù)載時(shí)間對纖維形貌有較大影響，負(fù)載時(shí)