采用浮動法和陽極氧化鋁模板輔助CVD法制備碳納米管研究.pdf

1、碳納米管以其完美的一維納米結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的力、熱、光、電性能和在納米電子學(xué)和光電子學(xué)、納米醫(yī)學(xué)和藥物傳輸、傳感器、高強度復(fù)合材料、場發(fā)射器件和超級電容器等領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用前景一直受到大家的高度關(guān)注。在近二十年對碳納米管的制備、性能、應(yīng)用的研究中,人們雖已取得較深入全面的成果,但目前大批量定向單壁碳納米管的制備對研究者仍然是一個挑戰(zhàn),且針對碳納米管的定向生長組裝和應(yīng)用仍有很多有待解決的問題。
　　本文采用浮動催化法這一被認(rèn)為在大批量制備碳

2、納米管上最具優(yōu)勢的方法,以乙醇為碳源,分別研究了二茂鐵、二茂鈷、二者的二元體系、硝酸鐵和硝酸鈷等催化劑、氣氛、硫元素和水的添加對制備碳納米管的影響。研究發(fā)現(xiàn)在以乙醇為碳源的體系中,制備碳納米管時二元體系催化劑是較優(yōu)的選擇,硫元素的合適引入不但對二茂鐵作催化劑時碳納米管的合成有提高質(zhì)量和增加產(chǎn)量的作用而且對二茂鈷和二元體系催化體系亦有此明顯的增產(chǎn)、提質(zhì)的作用,原因可能是硫元素能活化鐵催化劑和鈷催化劑的活性;水的引入可以降低在制備單壁碳納米

3、管時對氫氣的依賴且相應(yīng)增加產(chǎn)量。
　　為了得到高度定向的碳納米管陣列及其對其進(jìn)行有效的組裝,本文采用陽極氧化鋁模板(AAO)輔助CVD法,以乙烯和乙炔為碳源,利用AAO的自催化作用制備了高度定向的碳納米管陣列,通過對不同溫度和不同反應(yīng)時間制備出碳納米管的形貌表征,探討了碳納米管的生長機理并提出了一種可能的生長模式。利用電化學(xué)沉積法在恒壓0.4V—0.3V之間得到沉積速率在200nm/min的銀納米線,隨之結(jié)合CVD法控制合成碳納米