一維碳納米材料的化學(xué)氣相沉積法合成及表征.pdf

1、自從1991年納米碳管被發(fā)現(xiàn)以來，這種由純碳原子形成的新型一維納米材料由于具有許多優(yōu)異的性質(zhì)和潛在的廣闊的應(yīng)用前景，其已成為物理、化學(xué)、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域的研究前沿。其制備、性質(zhì)和應(yīng)用吸引了各國科學(xué)家的關(guān)注，已成為研究的熱點(diǎn)。開拓并完善納米碳管的制備體系及應(yīng)用已成為當(dāng)前的一個(gè)重要的研究課題。 本文利用化學(xué)氣相沉積法合成得到了單壁納米碳管、納米石墨棒；用二氧化碳作為碳源制備得到了分叉的多壁納米碳管。采用透射電子顯微鏡、場發(fā)射掃描電

2、子顯微鏡、X射線衍射以及拉曼光譜等分析測試手段對所制得的納米碳管、納米石墨棒進(jìn)行了觀察與表征，并對單壁納米碳管、納米石墨棒、多壁納米碳管等相關(guān)內(nèi)容作了以下初步的探討：(1)較系統(tǒng)地研究了反應(yīng)溫度、催化劑成分對單壁納米碳管的生長的影響，著重研究了催化劑的成分在合成中的作用，探討了鉬在單壁納米碳管生長中的作用，對單壁納米碳管的生長機(jī)制進(jìn)行了研究。 (2)以CO2為碳源，通過化學(xué)氣相沉積法在Fe/CaO催化劑上成功制備出多壁納米碳管。

3、對CO2在反應(yīng)中與催化劑的作用進(jìn)行了分析，認(rèn)為CO2的催化活化是反應(yīng)的關(guān)鍵。由于反應(yīng)中存在弱氧化作用的CO2和水，抑制了無定形碳的生成，產(chǎn)物易于純化。對反應(yīng)的溫度，催化劑載體等影響因素也進(jìn)行了研究。 (3)采用甲烷為原料，在865℃溫度條件下，通過化學(xué)氣相沉積法，在催化劑上生長出納米石墨棒。對產(chǎn)物進(jìn)行了分析測試，結(jié)果認(rèn)為產(chǎn)物具有石墨結(jié)構(gòu)，并具有較高純度。對產(chǎn)物的生長過程進(jìn)行了探討。通過制備納米石墨棒，對一維碳納米材料的結(jié)構(gòu)以及其