纳米碳管的制备【毕业论文】

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1、本科毕业论文（20届）纳米碳管的制备专业：高分子材料与工程摘要：本课题采用化学气相沉积（CVD）法制备纳米碳管，用TEM和XRD等分析手段对产品进行表征分析，主要考察碳源种类，催化剂的种类，反应温度和载气流量对纳米碳管（CNTs)产率和形貌的影响,并对纳米碳管的结构，性质，应用和制备方法等几方面进行阐述。关键词：纳米碳管；反应温度；催化剂；载气流量PreparationofcarbonnanotubesAbstract:Inthispaper,carbonnanotubeshavebeenpreparedbychemicalvaporde

2、position(CVD).ThemorphologyandstructureofCNTsarecharacterizedbyTEMandXRD,Thepaperdiscussesinfluenceofreactiontemperature,thekindofcarbonsources,thekindofcatalysts,theflowingrateofgasesonthemorphologyandyieldofthecarbonnanotubes(CNTs).Italsodiscoursethestructureandproperti

3、esofcarbonnamotubes,applicationandpreparationmethods.Keywords:carbonnamotubes;reactiontemperature;catalyst;theflowingrateofgases目录1文献综述11.1纳米碳管的结构11.2纳米碳管的国内研究状况11.3纳米碳管的性质及应用前景21.4纳米碳管的制备21.4.1电弧放电法31.4.2激光蒸发（烧蚀）法31.4.3化学气相沉积法32实验部分42.1实验部分42.1.1实验原料与仪器设备：42.1.2实验催化剂的制备4

4、2.1.3实验步骤与实验装置42.1.3.1产率计算52.2产物分析与表征53结果与讨论53.1固体样品的表征63.2制备条件及影响因素63.2.1甲苯作为碳源63.2.2正己烷作为碳源94.结论12参考文献：131文献综述1.1纳米碳管的结构纳米碳管(Carbonnanotube)是在1991年被发现的一种碳结构。理想纳米碳管是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空的管体。石墨烯片层一般可以有一层到上百层，含有一层石墨烯片层的称为单壁纳米碳管(Singlewalledcarbonnanotube,SWNT)，多于一层的则称为多壁纳米碳

5、管[1](Multi2walledcarbonnanotube,MWNT)。SWNT的直径一般为1～6nm，最近的研究发现纳米碳管的最小直径为0.4nm和直径为0.36nm的碳管，但是很不稳定，同样直径大于6nm的SWNT也不稳定，会发生SWNT管的塌陷。纳米碳管长度则可达几百纳米到几个微米。因为SWNT的最小直径与富勒烯分子类似，故也有人称其为巴基管或富勒管[2]。MWNT的层间距约为0.34nm，直径在几个纳米到几十纳米，长度一般在微米量级，最长者可达数毫米。由于纳米碳管具有较大的长径比，所以可以把其看成为准一维纳米材料。纳米碳管中的

6、碳原子以sp2杂化，但是由于存在一定曲率，所以其中也有一小部分碳属sp3杂化。在不考虑手性的情况下，SWNT可以由两个参量完全确定(直径和螺旋角或两个表示石墨烯的指数(n,m)或者螺旋向量Cn和垂直向量T)，MWNT则需要三个以上的参数表示[3]。1.2纳米碳管的国内研究状况中国科学家也在纳米碳管研究的国际竞争中，作出了巨大的贡献，目前国内纳米碳管的研究水平处于世界前列。国内开展了纳米碳管的研究单位很多，其中几个主要的研究小组有:中国科学院金属研究所先进炭材料研究小组在成会明研究员的领导下，主要从事先进炭材料(如纳米碳管、纳米碳纤维、复合

7、材料)的研究。目前，主要研究工作集中于准一维纳米碳材料的制备、表征和应用研究，包括纳米碳管、纳米碳纤维、螺旋型碳纤维[5]等。已经取得了一系列进展，采用有机物催化热解法制备单壁纳米碳管、氢电弧法大量制备单壁纳米碳管，采用有机物催化热解法制备多壁纳米碳管、纳米碳纤维和螺旋碳纤维，已经完成公斤级纳米碳管生产设备的研制，同时进行这些材料的储能、电极材料和复合材料等应用研究[6]。中国科学院物理研究所谢思深研究员领导的研究小组，主要从事纳米碳管的理论研究，开展了纳米碳管定向和组装的研究，制备了纳米碳管阵列，得到了超长碳纳米管，并且测量了它们的拉伸

8、强度。清华大学的范守善教授领导的研究小组，主要进行纳米碳管制备和物性研究，制备出定向排列的MWNT束。此外还有中国科学院成都有机化学所、浙江大学、西安交通大学等也开展了纳米碳管的制备和应用研究