CVD法制備定向納米碳管及其表征.pdf

1、定向納米碳管由于其獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)良性能,受到越來越多的關(guān)注.該研究組提出了合成定向納米碳管陣列/酞菁銅復(fù)合光電薄膜的構(gòu)想,該文主要研究多孔氧化鋁(AAO)模板和硅基片上定向納米碳管的制備,用TEM、SEM、AFM和拉曼光譜對納米碳管進(jìn)行了表征和分析,研究了模板制備和處理對納米碳管生長的影響以及定向納米碳管的后續(xù)修飾.首先研究了AAO模板的制備.在不同電壓下(30V~60V),采用草酸溶液體系用陽極氧化法制備了多孔氧化鋁模板,氧化鋁模板的

2、孔徑在80nm~100nm之間,分布均勻,模板厚度在1.5~2.0μm之間,長徑比在15以上.一次氧化得到的AAO模板孔徑均勻,但分布和形狀不規(guī)則,二次氧化20min有所改善.40,50V得到的結(jié)果較好.然后在一次氧化和二次氧化的AAO模板上沉積鈷催化劑,用CVD法生長了納米碳管.沉積的鈷催化劑受到孔的限制而保持在數(shù)十納米的直徑,適合碳管的生長.一次氧化的模板制備了直徑均勻的竹節(jié)狀碳納米管,但直徑徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于模板孔的直徑,因此一個孔內(nèi)可能

3、長出數(shù)根碳管.二次氧化的模板得到的碳管直徑與孔徑大致相當(dāng).碳管在長出模板孔后,由于失去了模板的制約,很容易形成表面纏繞較嚴(yán)重的膜.通過超聲處理,切斷模板外的碳管,可得到與模板厚度一致,頂端開口無催化劑的定向納米碳管陣列.最后還在硅基磁控濺射的鐵膜上生長了定向納米碳管.用透射電鏡對納米碳管作了仔細(xì)觀察,發(fā)現(xiàn)納米碳管的頂部存在被石墨層包裹的催化劑,從而確定納米碳管是底部生長模式.頂部催化劑形狀各異,它們是在生長過程中由于碳的傳輸導(dǎo)致催化劑變