碳纳米管的纯化及其复合粒子研究

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1、●硕士论文碳纳米管的纯化及其复合粒子研究摘要为了使化学沉积法制得的原料碳纳米管适合进行应用研究，分别采用溴水插层氧化法及综合氧化法对原料碳纳米管进行了纯化研究，并采用正交实验法研究了反应条件的影响，利用分析天平、BET及TEM对纯化收率、比表面积及产物形貌进行分析，得到了最优化纯化条件；采用实验得到的最优化条件对原料碳纳米管进行纯化，得到了高收率仑88．5呦、高质量的纯化产物。为了制得对推进剂具有高催化性能的碳纳米管基复合粒子，采用化学沉积法分别制备了纳米过渡金属氧化物，碳纳米管(NiO／CNTs、C0203／CSTs)、纳米稀土金属氧化物聩纳米管(Nd2th／CNTs、Sm20

2、3／CNTs)复合粒子，通过正交实验对制备工艺进行了选择和优化，利用TEM、SEM、XRD，BET、TG等分别对样品的形貌、结构、尺寸、组成等方面进行了分析，选择了最优化制备条件，制得了包覆效果良好的复合粒子；通过溶剂蒸发法分别制备了纳米过渡金属氧化物(NiO、C0203)／CNTs／AP复合粒子及纳米稀土金属氧化物(Nd203、Sm203)／cwrs／Ae复合粒子，采用DSC表征了复合粒子对AP热分解的催化性能，复合粒子对AP有很好的催化效果，其中纳米Sm203／CNTs复合粒子使AP的高温分解峰最多降低了136℃；进一步制备了模拟推进剂，采用DSC进行表征，以预测复合粒子在推

3、进剂应用中的催化性能。关键词：碳纳米管；纯化；正交实验；复合粒子；催化性能●■characterizetheircatalyticperformance．Resultsindicatedthatthepreparedcompositeparticleshadexcellentcatalyticperformance．Wimparticlescompositedtheinterfaceofthetwokindsofparticlesisincreased，thedispersivityandhomogenizationoftheparticlesareraisedtherefore

4、，andthecatalysteffectisimproved，thedecompositiontemperatureofAPisdecreased．Inthesecompositeparticles，thenano—Sm20a／CNTscausedthehighdecompositiontemperatureofAPdecressedmorethan136"C；Thentheimitatepropellantswereprepared,anditsthermaldecompositionwerecharacterizedbyDSC．forecastedthecatalyticp

5、erformanceofcompositeparticlesinpropellants．Keywords：carbonnanotubes；purification；orthogonalexperiments；compositeparticle；catalyticperformanceⅡYlooosGZ声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：丞查垦

6、k缉f月四日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：●硕士论丈碳纳米管的纯化及其复合粒子研究1绪论碳纳米管是一种由碳原子形成的石墨烯片卷曲而成的无缝中空管，长径比大，可视为准一维纳米材料。理论预测和实验研究发现，碳纳米管具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应，可表现出许多与常规材料不同的物理、化学性质，相关研究进展迅速，已成为新材料、电子、医药、军事及其它诸多领域的重要新

7、材料。1．I碳纳米管简介1991年，日本NEC公司基础研究实验室的Lijima教授在氩气氛直流电弧放电后的阴极炭棒沉积碳黑中，通过电子显微镜发现一种直径在几纳米到几十纳米，长度为几十纳米到1微米的中空管【¨。电镜分析表明，这种管完全由碳原子构成，并可看成是由单层石墨六角网以其上某一方向为轴，卷曲360℃而形成的无缝中空管，这类管统称为碳纳米管。碳纳米管是理想的准一维材料，可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管，它们的共同特点是由单层或多层的石墨片卷曲而成的纳米级中空管，多壁碳纳米管层数