化學(xué)氣相沉積法由煤氣制備炭納米材料的研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著納米技術(shù)的興起和在高新技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，納米材料的研究不斷發(fā)展和深入。其中，炭納米材料作為研究最早的納米材料之一，一直是人們研究關(guān)注的熱點(diǎn)內(nèi)容之一。 炭納米材料的制備方法多種多樣，包括電弧法，化學(xué)氣相沉積法(CVD)，激光蒸發(fā)法，熱解法等，其中化學(xué)氣相沉積法具有操作簡(jiǎn)單，成本低等特點(diǎn)，因而倍受關(guān)注。化學(xué)氣相沉積原是工業(yè)中最常用的用來(lái)沉積多種材料的技術(shù)，包括大范圍的絕緣材料，大多數(shù)金屬材料和金屬合金材料。研究表明，化

2、學(xué)氣相沉積法不僅是一種有效制備多種炭納米材料，如碳納米管，碳納米纖維，金屬填充炭納米材料等的方法，而且是唯一可能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的方法。 本文采用民用煤氣為碳源，結(jié)合化學(xué)氣相沉積技術(shù)，制備獲得了數(shù)種炭納米材料及其復(fù)合結(jié)構(gòu)。主要內(nèi)容包括：高溫直接裂解煤氣制備碳球(碳微球)，以二茂鐵為催化劑氣相沉積煤氣制備磁性填充的碳納米管及納米顆粒，溶膠-凝膠法合成內(nèi)含金屬催化劑的二氧化硅基體生長(zhǎng)魚(yú)骨形碳納米纖維以及水熱法合成鐵鎳合金催化劑生長(zhǎng)竹節(jié)

3、狀碳納米管等。使用的表征手段包括X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、拉曼光譜(Raman)、傅立葉變換紅外光譜(FTIR)、磁力震蕩儀(VSM)。文中探討了不同工藝條件對(duì)產(chǎn)品形貌的影響，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及表征結(jié)果對(duì)各種碳納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行了討論。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，煤氣是制備炭納米材料的合適的原料氣。煤氣中的甲烷和一氧化碳組分提供了反應(yīng)所需的碳源，而氫氣和氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體可以降低催化劑的失活，