氮掺杂长竹节状碳纳米管的制备及其生长机理.pdf

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1、第30卷第5期无机化学学报Vo1．30No．52014年5月CHINESEJ0URNALOFIN0RGANICCHEMISTRY1097．1103氮掺杂长竹节状碳纳米管的制备及其生长机理李玲1林奎2张帆1崔兰2王慧2陈小平2张丽爽1SayyarAliShahI崔山山，1天津大学理学院化学系，天津300072)(天津大学分析测试中心，天津300072)摘要：采用电弧放电法，通过阳极棒与不锈钢片的共蒸发，制备了氮掺杂长竹节状碳纳米管(NDLBLCNTs)。借助扫描电子显微镜(SEM)、场发射高分辨透射电子显微镜(HR]【EM)及其附带能量色散x射线(EDx)光谱仪和电子能量损失谱(EELS)

2、、透射电子显微镜M)等表征方法，对产物的形貌、结构和组成进行表征。表征结果表明，NDLBLCNTs的长度在540～835nm之间，其内径在23—35nm之间，外径在28—47am之间；且在每一节“竹节”与另一节“竹节”的连接处形成的内腔中均有一个黑色纳米颗粒，其直径尺寸以及产物中的NDLBLCNTs的含量均与熔化、蒸发的不锈钢片的面积有关。对NDLBLCNTs的生长机理进行了简单的探讨。关键词：电弧放电；氮掺杂；长竹节状碳纳米管；共蒸发；生长机理中图分类号：0613．71文献标识码：A文章编号：1001．4861(2014)05—1097．07DoI：10．11862／CJIC．2014

3、．157PreparationofN-DopedLongBamboo·LikeCarbonNanotubesandTheirGrowthMechanismLILingLINKuiZHANGFanCUILanWANGHuiCHENXiao-Ping~ZHANGLi—ShuangSayyarAliShahCUIShen’’(DepartmentofChemistry,SchoolofScience，TianjinUnwersity,Tianfin300072，(2CenterofAnalysis，TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract：N

4、-dopedlongbamboo—likecarbonnanotubes(NDLBLCNTs)werepreparedbyDCarc—dischargewiththecoevaporationofanodeandstainlesssteelsheet(sss)．Themorphology，structure，andcompositionoftheproductswerecharacterizedbyusingscanningelectronmicroscope(SEM)，fieldemissionhighresolutiontransmissionelectronmicroscope(H

5、RTEM)，energydispersiveX-ray(EDX)spectrometer，electronenergylossspectroscopy(EELS)，andtransmissionelectronmicroscope(TEM)．TheresultsshowthatthelengthsoftheNDLBLCNTsarebetween640nmand835nm，theinnerdiametersareintherangeof23-35am，andtheouterdiametersareintherangeof28-47am．Ineachoftheinnercavitiesfor

6、medatthe”bamboojoints”thereisablacknanopartiele．BoththediametersofsuchblacknanopartielesandthecontentofNDLBLCNTsintheproductarerelatedwiththemeltedandevaporatedareaoftheSSS．ThetemperaturegradientbetweentheSSSandthecenterofarcdischargezoneisabout87．5-94．4℃·mm～．ThecoevaporationoftheSSStogetherwitht

7、heanodeisthesuficientandnecessaryconditionfortheformationNDLBLCNTs．ThegrowthmechanismoftheNDLBLCNTsiSdiscussedbriefly．Keywords：arc·-discharge；N-doped；longbamboo-·likecarbonnanotubes；coevaporation；growthmechanism收稿日期：20