乙醇催化熱解制備準一維碳納米結構材料的研究.pdf

1、近年來，隨著納米技術的興起和在高新技術領域的廣泛應用，納米材料的研究不斷發(fā)展和深入。其中，碳納米材料作為研究最早的納米材料，一直是人們研究關注的熱點內容。本論文研究利用乙醇作為碳源，分別采用催化燃燒法和催化化學氣相沉積法制備準一維碳納米結構材料。 乙醇催化燃燒法是利用乙醇作為碳源，并且同時作為燃料，提供材料生長所需的能量，利用鐵、鈷、鎳的鹽溶液分別作為催化劑先體，在銅片或硅片上直接制備碳納米材料的方法。乙醇催化燃燒法具有許多優(yōu)點

2、，如所需的實驗裝置較為簡單，產(chǎn)量較大，制備周期短，成本低，因此具有實際應用的可能性。本文研究了催化劑先體的選擇，催化劑先體濃度以及基底材料對產(chǎn)物的影響。優(yōu)化實驗參數(shù)制備出了具有規(guī)則螺旋結構的螺旋碳納米纖維，并根據(jù)實驗結果提出了螺旋碳納米纖維的對稱生長機制和分支生長機制。 采用溶膠凝膠法，以硝酸鎳為原料，制各了分散性較好的納米氧化鎳顆粒，并以此為催化劑分別采用乙醇催化燃燒法和乙醇化學氣相沉積法制備碳納米材料。實驗結果顯示：與催化燃

3、燒法相比，乙醇催化化學氣相沉積法具有產(chǎn)物的單一性、均勻性好等特點，而且由于碳納米管在相對較高的溫度下生長，因此石墨化程度相對較高，結構缺陷相對較少。 利用化學氣相沉積法中的浮動催化劑化學氣相沉積法制備了取向生長的碳納米管陣列。在本方法中利用二茂鐵作為前驅體，乙醇為碳源，以3％H2/Ar和N2做為載氣，在石英基底上制備碳納米管薄膜。對反應過程中反應溫度對產(chǎn)物的影響進行了分析與研究，進而得到了當前系統(tǒng)中制備取向碳納米管陣列的最優(yōu)參數(shù)