热处理对多壁碳纳米管储氢性能的影响

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1、第31卷第12期合肥工业大学学报(自然科学版)Vo1．31No．122008年12月JOURNALOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYDec．2008热处理对多壁碳纳米管储氢性能的影响姚运金，张素平，颜涌捷(1．合肥工业大学化学工程学院，安徽合肥230009；2．华东理工大学资源与环境工程学院，上海200237)摘要：文章采用容量法测量在常温下压力升高到10MPa时，多壁碳纳米管的吸附储氢性能，分析了热处理对碳纳米管的结构和吸附储氢量的影响。采用透射电镜(TEM)、激光拉曼光谱(Raman)和低温Nz吸附(BET)对

2、碳纳米管的微观结构进行表征。结果发现，热处理能明显地提高碳纳米管的石墨化程度，热处理后碳纳米管的质量储氢容量从原来的1．90升高到2．17。关键词：碳纳米管；吸附储氢；热处理中图分类号：TK519文献标识码：A文章编号：1003—5060(2008)12—1969～04Effectofheattreatmentonhydrogenadsorptionstorageofmulti—walledcarbonnanotubesYA0Yun-jin，ZHANGSu—ping，YANYong-jie(1．SchoolofChemicalEngine

3、ering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China；2．ScholofResourceandEnvironmentalEngineering，EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China)Abstract：Adsorptionisothermsofhydrogenonmulti—walledcarbonnanotubes(MWNT)wereobtainedusingthevolumetricmethodund

4、ermoderatepressure(10MPa)atroomtemperature．Theeffectofheattreatmentonthemicrostructureandhydrogenadsorptionofcarbonnanotubeswasdiscussed．TheMWNTswerecharacterizedbytransmissionelectronmicrocopy(TEM)，Ramanspectroscopy，andN2adsorptionisotherms(BET)．Itwasfoundthatthecrystalp

5、arameterswereincreasedafterheattreatment．Thehydrogenstoragecapacityofcarbonnanotubeswasfoundtoincreasefrom1．9Oto2．17aftertheheattreatment．Keywords：carbonnanotube；hydrogenadsorptionstorage；heattreatment氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度管具有独特的晶格排列结构，材料尺寸非常细小，高的绿色能源及能源载体，正引起人们的广泛关具有较大的理论比

6、表面积，是一种很有前途的吸注l1]。储氢技术是氢能利用面向实用化、规模化附储氢材料[4]。经研究发现，通过对碳纳米管进的关键，综观目前可用的车载储氢技术，包括高压行表面改性，能明显提高碳纳米管的储氢量。文储氢、液化储氢和金属氢化物储氢等，无一能满足献[5]针对半连续氢电弧法制备的单壁纳米碳管，美国能源部(DOE)提出的目标：质量储氢容量不采用HNO。和HzO2回流水煮的方法对单壁纳低于6．5和体积容量不低于62kgH／m。。吸米碳管进行了纯化处理，研究发现该纯化方法对附储存以其工作压力适中，储存容器自重轻、形状单壁纳米碳管的孔径分布和比表

7、面积有较大影选择余地大、成本低等优点，已引起各国学者的关响，采用体积法测定了纯化前后单壁纳米碳管样注Ⅲ2。]。目前吸附储氢材料研究的热点是碳纳米品的储氢容量，结果表明纯化样品的质量储氢容材料，其中以碳纳米管最引人注目。由于碳纳米量为1．65，比未提纯样品(O．56)有较大提收稿日期：2008—01—22；修改日期：2008一O4—15基金项目：上海市科委纳米专项基金资助项目(0352nm087)作者简介：姚运金(1976一)，男，安徽滁州人，博士，合肥工业大学讲师；颜涌捷(1940一)，男，浙江宁波人，华东理工大学教授，博士生导师．197

8、O合肥工业大学学报(自然科学版)第31卷高。文献[6]制备的单壁碳纳米管通过盐酸其中，Ap为系统压降；、，，为系统体积；为样品(37)浸泡和真空热处理后的质量储氢容量可达质量；Z为氢气压缩系数