电弧等离子体法煤基碳纳米微米材料的制备

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1、大连理工大学硕士学位论文电弧等离子体法煤基碳纳米/微米材料的制备姓名：王云鹏申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：邱介山20040614摘要零论文的工{乍主鬟围绕漾纂纳米，微米酸材料靛翻备遂暂，雨容锯括妻流电弧法水嘏煤基碳绒米管的制备及直流电弧法气姻煤基炭微米球的制各鼹部分。产物的表征采用透射电子恩微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、x袈线貔谱(EDS>、潋及红癸光谱(F孓袋>；蓝努逐使零豸见发嚣巍谱(OES>对放电过程电弧弧柱中的活性物种进行了原位渗断。结合实验现象和各种袭征手段获缁的信息对电弧法水相煤基碳纳米管和电弧法气相煤基炭微

2、球的生长机理进行了穰步讨论。实验结果液明：(一)以煤繁碳棒为原料，采用直流毫孤等离子放魄方法可在水稻环装中涮备获得碳绒米管。与传统的气楣放电技术方法相比，水相制各法所需设备简单、操作便捷、产黼杂质少：与水相中制旃的石墨基碳纳米管相比，水捆法煤蓥碳缡零管黪麓耗枣、藏本甄。潆基碳藜米管黪生效经历了一令毙鞍特臻的过程，其中煤棒在电弧作用下电离产生的芳香性碎片等活性物种可能直接参与了碳纳米管的生长，这与实验中使用的独特水褶环境及炭化煤棒的结掏有关。(二)直流电弧法气相煤基炭微米球与传统的中间相炭微球之形态、结构及生长视理截然不同；直流窀．弧放电中炭微米球在麓檬表磷近弧的位置

3、沉积，呈尊球状或以各瓣方式结台堆积，其形成与所黑阳极基体的表丽性质郫放电时使用的缓冲气体的组成有关，实验证实在缓冲气体中加入乙炔对炭微球豁生长有健遗捧瘸。美键词：碳纳米管、碳微嫌、制备、表征、媒基阳极、水相、赢流放电电弧、艺炔、催睨麴AbstractThispaperfocusesOilthepreparationofcoal—basedcarbonnanotubes(CNTs)andcarbonmicroballs．TheCNTswerepreparedbyDCarcdischargeofcoal—basedrodsinwater，whiletheball—lik

4、ecarbonsweremadebyDCarcdischargeofcoal-basedrodsindifferentgases．Theproductswerecharacterizedusingscanningelectronmicroscope(SEM)，transmissionelectronmicroscope(TEM)，X”raydiffractiontechniquefXRD)，X—rayenergydispersivespectroscopy≤EDS)andIRspectroscopy，atthesametime。theopticalemissions

5、pectroscopy(OES)veasadoptedfor擒situdiagnosisofactivespeciesinvolvedinthearcingprocess．Onbasisoftheexperimentalresults，theformationmechanismofcoal—basedCNTsaswellastheformationmechanismofball．1ikecarbonsareproposedanddiscussedintermsoftheprocessparametersandcoalpropertiesTheresultsshowt

6、hatitispossibletoproduceCNTswithhighqualityandlowcostbyarcdischargeofcoal·basedcarobrodsinwater．TheOESanalysisrevealedthatinadditiontoClandC2，someotheractivespeciesalsogetinvolvedintheformationreactionsinthearcplasma．ItleadsonetobelievethattheformationofCNTsinwatermediummayproceedviaas

7、chemethatisdifferentfromtheconventionalarcdischargeingaseousmedium，inwhichsomelargeactivefragmentsreleasedfromcoal．basedcarbonrodsmayplayanimportantroleinthegrowthprocessofCNTsAnovelball—likecarbonmaterialwithdiameterinmicrometerrangewassuccessfullyprepared，forthefirsttime，fromcoal-b