不銹鋼基碳納米管的制備、微觀結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能研究.pdf

1、碳納米管(CNTs)具有優(yōu)良的機(jī)械和電學(xué)性能，在電化學(xué)儲(chǔ)能器件、電化學(xué)傳感器等領(lǐng)域已成為研究熱點(diǎn)。目前多是通過在基底上分散鐵系元素的納米粒子作為催化劑，采用化學(xué)氣相沉積等方法制備CNTs。然而納米尺寸的催化劑分布難以控制，并且容易團(tuán)聚，使得CNTs的制備過程變得復(fù)雜。Fe、Ni元素在不銹鋼材料中大量存在，因此可以在不銹鋼基底上直接生長出CNTs。然而，制備的CNTs電化學(xué)活性低，限制了其在電化學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。本文在316L不銹鋼基底上制

2、備CNTs，將所得的CNTs在空氣中控制條件進(jìn)行表面氧化，以暴露出更多的邊平面結(jié)構(gòu)，改善CNTs電化學(xué)活性，應(yīng)用于超級(jí)電容器和電化學(xué)傳感器的研究。主要結(jié)果如下:
　　1、以乙炔為碳源，利用化學(xué)氣相沉積法在316L不銹鋼表面制備出CNTs，管徑約為120nm，接著對(duì)試樣在空氣氣氛下進(jìn)行不同溫度(450℃、500℃、550℃)保溫120min處理，制備成電極后檢測其電容性能。研究表明，隨著熱處理溫度的提高，材料暴露出邊平面，響應(yīng)電流得

3、到提升。材料由疏水變?yōu)槌H水狀態(tài)，表面雜化結(jié)構(gòu)增多，促進(jìn)電解質(zhì)離子與材料接觸，電子轉(zhuǎn)移速率加快。并得出最優(yōu)熱處理溫度為500℃。
　　2、在熱處理溫度為500℃條件下，對(duì)316L不銹鋼基CNTs進(jìn)行不同保溫時(shí)間(60min、120min、180min)的處理，之后在大量抗壞血酸(AA)存在的條件下檢測尿酸(UA)。研究表明，隨著保溫時(shí)間的增加，材料被燒蝕程度加深，但是CNTs的無序度變化較小;經(jīng)過電化學(xué)傳感測試，原始試樣和450℃