微螺旋炭纤维的制备与表征.pdf

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1、第27卷第5期无机材料学报Vl0I_27NO．52012年5月JournalofInorganicMaterialsMay，2012文章编号：1000—324X(2012)05—0541—04DoI：10-3724／SP．J．1077-2012．00541微螺旋炭纤维的制备与表征李宁，寇开昌，晁敏，张冬娜，吴广磊，马利鹏(西北工业大学理学院应用化学系，西安710129)摘要：采用溶剂热法合成出硫化镍，并将其作为催化剂，催化热解乙炔制备出微螺旋炭纤维．通过SEM、FT-IR和XRD分析了催化剂和微螺旋炭纤维的形貌和微观结构．结果

2、表明：硫化镍催化颗粒表面光滑、为规则的六方相结构，直径为1～2gm；微螺旋炭纤维具有双螺旋结构，截面为矩形，具有相同的螺径．微螺旋炭纤维分子结构中既含有不饱和的C=C双键，又含有饱和的一CH2．_和一CH3基团，其微观结构整体有序度较差，存在一定量的无定型炭和晶体缺陷，石墨化度低．关键词：微螺旋炭纤维；溶剂热；硫化镍；微观结构；催化热解中图分类号：TQ342文献标识码：APreparationandCharacterizationofMicro-coiledCarbonFibersLINing，KOUKai—Chang，CHA

3、OMin，ZHANGDong—Na，WUGuang—Lei，MALi—Peng(DepartmentofAppliedChemistry,SchoolofScience，NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710129，China)Abstract：Carbonmicrocoils(CMCs)weresynthesizedbythecatalyticdecompositionofacetyleneusingnickelsulfideparticlesasthecatalystwhi

4、chpreparedbysolvothermalmethod．Themorphologyandmicrostructureofthecatalystandmicro—coiledcarbonfiberswereexaminedbySEM，FT-IRandXRD．Theresultsshowedthatthecatalystwasregularhexagonalphasenickelsulfidewithitsdiameterof1-2gmandasmoothsurface．CMCshavedoublehelixstructur

5、e，rectangularcross—sectionandidenticalcoildiameter．ThemolecularstructureofCMCscontainedbothunsaturated-C=C—andsaturated—CH2一and—CH3groups．ThemicrostructureofCMCswasofpoordegreeoforderwithalowgraphitizationdegree，containingacertainamountofamorphouscarbonandcrystaldef

6、ects．Keywords：carbonmicrocoils；solvothermal；nickelsulfide；microstructure；catalyticdecomposition碳有许多同素异形体结构，可以制成各种不同有望被广泛地应用于电磁波吸收剂、储氢装置、螺的构象和形态，除了众所周知的金刚石和石墨材料，旋复合弹簧和触觉传感器等微型器械元件领域I3】．还有富勒烯、碳纳米管、纳米纤维、螺旋炭纤维、螺旋炭纤维的合成及性能的研究吸引了许多研究者纳米棒、洋葱状碳、泡沫状碳、碳纳米角等【1]．Davis的兴趣[7-101．

7、Yang等ll利用喷溅镀膜的方法制备等L2催化裂解CO时，首次利用扫描电镜观察到相SUS410催化剂，并制备出单螺旋炭纤维．Ren等I1】互缠绕的炭纤维，此后许多研究者对螺旋碳纤维进用纳米铜作为催化剂成功合成出纳米螺旋炭纤维．行了研究．螺旋炭纤维是极具吸引力的一种材料，于立岩等_jJ通过氢电弧等离子体法制备了纳米铜一其特殊的螺旋形态使材料具有低密度、高比模量、镍合金合成出纳米螺旋炭纤维．但上述催化剂制备高导电性、高比表面积和超弹性等物理和化学性能，方法成本高，耗时时问长，制备工艺复杂，不适合收稿日期：2011-06—14；收到

8、修改稿日期：2011-09—11基金项目：西北工业大学研究生创业种子基金(Z2011010)GraduateStartingSeedFundofNorthwesternPolytechnicalUniversity(Z2011010)作者简介：李宁(1986一)，男，硕士研究