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1、有色金属嵘期口新材料与技术麟颤簇叠顾眨淤彗后脸履工盆乞蒯寡南昌大学机电学院孙晓刚曾效舒摘要本,、文介绍了碳纳米管的各种制备方法并对碳纳米管的不同制备方法的特点前景及产物的特点作了说。明关键词碳纳米管制备方法纳米材料一一。,,叭注碳纳米管自年发现以来引起了世界众多⑥气相生长法。⑦科学家的兴趣和关注经过十几年的基础和应用研火焰合成法究,科学家们一预测的碳纳米管可能具有的奇特性能低温固态热解法肠被,。逐一证实同时有许多新的发现碳纳米管不寻常巧、,的物理化学等方面的性能预示碳纳米管在复合材离子轰击生长法
2、料、氢气存储、纳米导线模板、纳米传动装置、下一代电子纳米器件、微机电系统、分子晶体管等太阳能法卿。广泛领域里有巨大的应用潜力碳纳米管作为纳米电解法材料中最具潜力的材料之一,其制备工艺的研究得聚合物制备法。到了广泛的关注大规模制备碳纳米管工艺研究已原位催化法。成为当今碳纳米管研究领域的重要研究方向自电阵列式生长法弧法制备碳纳米管技术诞生以来,科学家们研究发水热合成法,。明了多种制备工艺方法主要制备方法有各种方法简介如下激光蒸发合成法激光蒸发合成法电弧法化学气相沉积法激光法是利用激光蒸发石墨和过渡金
3、属催化剂,①固定床法的混合物来获取碳纳米管的一般采用氢气作为保。②移动床法护性气体③沸腾床法竖式和卧式·制备温度℃。。。·一④高压一氧化碳法几、混合物为钻镍石墨一合金为⑤法石墨为二碳纳米管的制备方法及工艺特点,。。,一,一℃合金中长在阳极的中心部位温度高达可生·,一石墨转换为长出束状的多壁碳纳米管排列方向大致和电流方·产物为单壁碳纳米管刀向相同。这些碳纳米管被纳米颗粒、巴基球和非晶碳·检测所覆盖。生长室的冷却工艺对提高产率有重大意义。当用扫描电镜观测时,可发现产物为一束催化剂的选用束绳状的物质外
4、观,绳的直径为纳米,长度·分离单根碳纳米管的合成。,,,,约纳米进一步用催化剂为忆余观测发现,这些一束束的绳状物质是由·单壁碳纳米管束绳合成,,,多根单壁碳纳米管沿共同的轴向排列在一起这些催化剂为复合催化剂碳纳米管是由于分子间的作用力吸引在一起的。·直径及分布单壁碳纳米管直径及分布取决于、。一通过射线衍射和透射电镜电弧温度催化剂组分等合成条件但通常合成的单,,感一花观测发现单壁碳纳米管直径分布峰值在壁碳纳米管直径直径分布在土,,。非常接近理想的单壁碳纳米管的狭小范围内。的直径研究还发现这些单壁碳
5、纳目前观测到的最小的碳纳米管的直径是,,,,。米管的螺旋指数主要是。卜对应于直径电弧法能将阳极消耗和一些,。的碳的转变成单壁碳纳米管束。,用高分辨率花观测发现这些由于分子间吸碳纳米胶囊合成引力结合在,一起的单壁碳纳米管如在阳极碳棒中心部位打一小孔将一定量的,。、,,,,,,一,束其横截面形成二维的三角形晶格常数过渡金属及稀土金属一。一,,最近距离或它们的氧化物放置其中可在阴极的沉、,。通过改变生长温度催化剂组分和其他条件可淀物中获得碳纳米胶囊改变平均直径和直径分布。在相同的生长条件下,每碳纳米胶
6、囊构成中心为金属或碳化金属,外层。。束碳纳米管内的直径差异小于不同束之间的差异为多层石墨烯包围的多面体层间距。激光法装置示意图见图产物特点电弧放电法制备的多壁碳纳米管是。氢气废气直的这是与其他方法制备的多壁碳纳米管最大的价一月卜。石墨靶不同之处激光器。,电弧法装置示意图见图一争收集器真空泵,气图激光法装里示意图个杏电弧法通过电弧放电可获得℃以上的高温来蒸发阳极,。石墨使碳原子变为等离子态该方法可用于合成单壁、。碳纳米管侈勺多壁碳纳米管及单壁碳纳米管束经典电弧法参数为·电极直径图电弧法装置示意图·
7、二一电极间隔·二一直流电压化学气相沉积法催化热解法·二直流电流·氦气压力二毛①固定床法·氦气流量二一巧秒冷却合成工艺系一种广泛用来合成各种纤维及其它合成材料的方法。该法是在高温下,通过催化工艺过程,,当,剂作用使碳氢化合物含碳气体气体热解来制备电弧放电时阳极被蒸发碳纳米管在阴极生澎的年第期口新材料与技术。。碳纳米管法主要用于生产多壁碳纳米管由工艺参数催化剂布撒量留于可实,现连犊大规模生产是目前世界上大规模合移动速度耐。成碳纳米管研究的重点目前已实现单壁碳纳米管反应温度℃。的合成工艺固定床实现连续
8、生产的方法原料气甲烷是通过催化剂的连续喷吹及自动取料装置机械手、催化剂类型组成为钻酸斓,开始活化。。高压气来实现的温度为℃活化后催化剂在℃开始生长碳纳。,主要参数米管因此可控制温度梯度使催化剂充分活化后进·,,。温度早期合成碳纳米管用作催化剂温入碳纳米管生长区。。一度在℃目前合成温度已降到℃之间③沸腾床·催化剂主要有、、,、、原理在沸腾床催化裂解反应装置中,原料气以,。,等复合催化剂效果好于单原素催化剂一定的流速通过气体分布板将气体分布板上活化·还原气体氢气和碳源气乙炔、甲烷等比例为了的催化剂“
