基板法納米碳纖維薄膜的制備及其生長(zhǎng)機(jī)理研究.pdf

1、自發(fā)現(xiàn)納米碳管以來(lái)，納米碳管及納米碳纖維的生長(zhǎng)條件、生長(zhǎng)機(jī)理和應(yīng)用一直是人們研究的熱點(diǎn)。納米碳管及碳納米纖維可廣泛應(yīng)用于聚合物添加劑、氣體儲(chǔ)存、催化劑載體、場(chǎng)發(fā)射器件、電化學(xué)探針和鋰離子電池負(fù)極材料等各個(gè)方面。
　　本文采用化學(xué)氣相沉積法在銅基板表面直接催化生長(zhǎng)納米碳纖維薄膜。通過(guò)掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線衍射儀等對(duì)生長(zhǎng)的納米碳纖維進(jìn)行表征。研究銅基板的處理方式、催化劑前驅(qū)體、生長(zhǎng)條件等對(duì)生長(zhǎng)的納米碳纖維的形貌結(jié)構(gòu)的影

2、響。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)在銅基板表面直接生長(zhǎng)納米碳纖維薄膜。以乙炔為碳源，采用化學(xué)氣相沉積法在經(jīng)過(guò)打磨的銅基板表面直接生長(zhǎng)出厚度均勻的納米碳纖維薄膜，納米碳纖維的形狀為直線型和螺旋型。生長(zhǎng)的納米碳纖維中出現(xiàn)兩種特殊的結(jié)構(gòu)，一種是中空非晶納米碳管;另一種是從一個(gè)催化劑顆粒中長(zhǎng)出多根納米碳纖維。根據(jù)研究結(jié)果，探討了納米碳纖維薄膜的生長(zhǎng)機(jī)制。
　　(2)納米碳纖維薄膜生長(zhǎng)的主要影響因素。反應(yīng)溫度對(duì)納米碳纖維的生長(zhǎng)產(chǎn)率有重

3、要影響，隨反應(yīng)溫度的升高，納米碳纖維的生長(zhǎng)速率增大，在375℃附近出現(xiàn)最大值，隨著反應(yīng)溫度進(jìn)一步提高，生長(zhǎng)速率下降。拋光銅基板腐蝕后利于生長(zhǎng)螺旋型納米碳纖維。將打磨的銅基板用六次甲基四胺處理，生長(zhǎng)的納米碳纖維薄膜的厚度增加。
　　(3)銅的硫化物催化生長(zhǎng)納米碳纖維薄膜。分別以硫和硫化鈉為硫源，采用水熱法在銅基板表面合成了硫化亞銅催化劑。以乙炔為碳源，采用化學(xué)氣相沉積法在基板表面生長(zhǎng)了納米碳纖維薄膜。水熱溫度為140℃時(shí)在銅基板表面