化学气相沉积法制备大面积定向碳纳米管

以二茂铁、二甲苯、氩气分别为催化剂先驱体、碳源、载气,直径100mm的刚玉管为反应室,石英玻璃为基底,催化热解制备定向碳纳米管.在50 min内,获得长600μm的定向碳纳米管阵列.SEM和TEM研究表明:二茂铁的二甲苯溶液导入反应室的入口温度控制在大约300℃时,能得到定向碳纳米管阵列;当载气流量从500ml/min增加到2000ml/min时,CNTs生长速度加快,长度增加;间歇地滴入二茂铁和二甲苯混合物,可能得到多层碳纳米管薄膜.     

化学气相沉积法制备多壁碳纳米管研究

根据实验结果 ,讨论了反应管直径、催化剂组分、反应温度及反应气体对多壁碳纳米管的产量和质量的影响。反应管直径大小将影响多壁碳纳米管的单位产量并对多壁碳纳米管质量产生影响。通过改变混合反应气体导入反应管的方式 ,可以提高多壁碳纳米管产量和改进质量。催化剂是影响多壁碳纳米管产量和质量的重要因素。在 70 0～80 0℃ ,反应温度仅对多壁碳纳米管的产量造成影响。     

Mo-Fe/C催化裂解乙醇协同制备氢气和多壁碳纳米管

采用浸渍法制备Mo-Fe/C催化剂,利用化学气相沉积法裂解乙醇协同制备氢气和多璧碳纳米管。考察反应温度和Mo∶Fe摩尔比对于氢气产率和多璧碳纳米管品质的影响。结果表明:反应温度为600℃,Mo-Fe/C(其中,Mo∶Fe=1∶9,Mo+Fe=5%,质量分数)时所制催化剂最有效,氢气产率为77%,多壁碳纳米管的品质最佳。     

制备参数对多壁碳纳米管形貌的影响

以甲烷为碳源气,以氢气为还原气,以纳米级NiO/SiO2气凝胶为催化剂,探讨了气相化学沉积法制备多壁碳纳米管工艺过程中,制备参数对产物形貌的影响。实验结果表明,随着反应时间的延长,多壁碳纳米管的直径没有明显改变,长度增加,长径比随之增加。CH4与H2的流量比例为2∶1时,可制得形貌规整、长径比大的多壁碳纳米管。     

调变Ni／Mo／MgO催化剂中Ni／Mo比例可控合成薄壁碳纳米管

采用摩尔分数1%Ni及负载少量Mo的Ni/MO/MgO催化剂裂解甲烷合成薄壁碳纳米管.通过SEM、TEM、XRD和Raman光谱表征方法研究了碳纳米管直径和催化剂中Ni/Mo比例关系.实验发现:通过控制Ni/Mo比例可以调变催化剂颗粒大小以及活性相.TEM及XRD表征发现,随着Ni/Mo比例的降低,金属Mo相逐渐从NiMo合金相中析出.NiMo合金相对应的活性组分颗粒很小,容易催化裂解甲烷形成薄壁碳纳米管;而后析出的Mo相则主要形成了大管径厚壁的碳纳米管.当Ni/Mo比例为6时可以高选择性地获得窄分布,内径为1.3nm,外径为3.0nm的溥壁碳纳米管.Raman光谱进一步验证了碳纳米管含有较少的缺陷.薄壁碳纳米管形成的关键因素主要体现为碳在其表而的快速扩散以及小颗粒的碳纳米管催化剂活性相控制.     

单壁碳纳米管在基底表面的离散生长

通过旋涂硝酸铁异丙醇溶液于P型硅表面以获得均匀分布的催化剂颗粒,以CH4为反应气体采用CVD方法即可在P型硅表面均匀生长单壁碳纳米管,并且部分碳纳米管呈直立状.研究了催化剂浓度、生长基底、反应温度对单壁碳纳米管表面生长情况的影响.研究表明,催化剂浓度升高或采用二氧化硅替代P型硅为生长基底时,都会导致单壁碳纳米管生长的密度加大,而碳纳米管长度变短且更易贴附基底表面生长;随反应温度的提高碳纳米管的生长效率降低,并使得碳纳米管更易贴附基底表面生长.采用此方法制备的生长有直立碳纳米管的硅片作为扫描基底,在原子力显微镜敲击模式下利用拾取法成功制备了碳纳米管原子力显微镜针尖.     

温度对CVD法制备多壁碳纳米管的影响

以Fe／SiO2粉状物作催化剂用化学沉积法裂解乙炔制备出无序多壁碳纳米管,用TEM、XRD和DSC-TGA分析了反应温度对碳纳米管的影响。实验结果表明,反应温度分别为600、700和800℃时,制备出碳纳米管的直径相应为12～20、15～25和33～66nm,即碳纳米管的直径随着反应温度的升高而增大。同时随着反应温度的提高碳纳米管的石墨化程度也有明显的提高。因此碳纳米管的直径、石墨化程度等结构特性可以用反应温度来加以控制。     

最优实验条件下碳纳米管膜的场发射特性

利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法,在不锈钢衬底上直接沉积碳纳米管膜。通过正交设计方法综合研究了反应温度、气压、沉积时间、甲烷流量对碳纳米管膜场发射性能的影响。结果表明,不同条件下制备的碳纳米管膜的场发射性能有很大差异,其中起主要作用的是反应温度和气压。保持氢气的流量(100mL/min)不变,温度为700～800℃时,反应室压强为6.5kPa时,场发射性能最好,开启场强仅为0.8V/μm,发射点分布密集、均匀。     

洁净单壁碳纳米管在Fe2O3／Al2O3二元气凝胶催化剂上的水辅助合成

分别以甲烷-氧气和甲烷-氢气-水的混合气作为反应气源,利用Fe2O3/Al2O3二元气凝胶作为催化剂于900℃反应30min合成了单壁碳纳米管.并采用SEM、XRD、TEM,高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及Raman光谱等分析技术对所制得的碳产物的结构和形貌进行了表征,以研究反应气氛中水蒸气的引入对单壁碳纳米管生长的影响.结果表明:反应气氛的组成对最终所形成的碳产物的产率和结构有着密切的关联.通过控制氢气载入甲烷-氢气-水的混合气氛中水蒸气的量可以合成低无定形碳的沽净单壁碳纳米管.     

Fe-Mo/Al_2O_3催化剂催化分解甲烷制备碳纳米管:温度对碳管结构的影响

利用化学气相沉积法,以Fe-Mo/Al_2O_3为催化剂,催化分解甲烷气体制备碳纳米管(CNTs).研究了温度,反应时间和气体流速对碳纳米管结构的影响.结果显示:温度是影响碳纳米管壁厚的关键参数.低温导致壁厚为2 nm～7 nm的多壁碳纳米管(MWCNTs)的生成.相对地,高温有利于双壁碳纳米管(DWCNTs)的生长,而更高的温度促使单壁碳纳米管(SWCNTs)的产生.进一步升高温度,得到了壁厚为3 nm～15 nm的MWCNTs和大的炭颗粒.     

Synthesis of individual ultra-long carbon nanotubes and transfer to other substrates

In this article, we report the synthesis of ultra-long carbon nanotubes (CNTs) by thermal chemical vapour deposition method. Ultra-long, individual and aligned CNTs were directly grown on a flat silicon substrate. The orientation of the nanotubes was found parallel to the gas flow direction. The ultra-long CNTs were grown with different transition metallic salts, such as nickel chloride, iron (III) chloride, cobalt acetate and ruthenium acetate, as the catalysts. The influence of the growth conditions, such as growth temperature, reactive gas flow on the length and alignment of the CNTs was studied in detail. By using different catalysts, ultra-long single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) or multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were successfully grown. These ultra-long CNTs were transferred to other substrates by two methods. (1) The first method is to use polydimethylsiloxane as a stamp. (2) The second method is to use KOH as an etching agent. The diameter and length of the CNTs were characterised by transmission electron microscope, scanning electron microscope, atomic force microscope and Raman spectroscopy. The results indicate that the length of the CNTs can reach up to 4?mm. The diameter of the SWCNTs is in the range of 0.7–2.1?nm and the diameter of the MWCNTs is approximately 150?nm.     

碳纳米管和镓掺杂碳纳米管场发射性能研究

采用催化热解方法分别 制备出碳纳米管和镓掺杂碳纳米管, 并利用丝网印刷工艺将其制备成纳米管薄膜. 对此薄膜进行低场致电子发射测试表明, 碳纳米管和镓掺杂纳米管开启电场分别为2.22和1.0V/μm, 当外加电场为2.4V/μm, 碳纳米管发射电流密度为400μA/cm², 镓掺杂纳米管发射电流密度为4000μA/cm². 可见镓掺杂碳纳米管的场发射性能优于同样条件下未掺杂时的碳纳米管. 对镓掺杂纳米管场发射机理进行了探讨.     

碳纳米管类型对CNTs/Lyocell复合纤维结构与性能的影响

分别采用单壁碳纳米管（SWNTs）和多壁碳纳米管（MWNTs）这两种碳纳米管（CNTs）制备不同的CNTs/Lyocell复合纤维,探讨了碳纳米管类型对复合纤维的结构与性能的影响。结果表明,碳纳米管类型并未影响CNTs/Lyocell纤维的结晶结构,质量分数为1%的SWNTs或MWNTs在Lyocell基体中分布都比较...     

双壁碳纳米管研究进展

单壁碳纳米管和多壁碳纳米管的合成和应用研究得到广泛的关注和重视，并已取得了许多令人鼓舞的成果。双壁碳纳米管(DWCNTs)作为介于单壁碳纳米管和多壁碳纳米管之间的一种特殊结构碳纳米管，由于潜在的应用价值及作为研究碳纳米管层间作用最简单和理想的模型开始得到高度重视。介绍了双壁碳纳米管合成方法及理论和应用研究取得的进展。     

碳纳米管的制备、表征及其在电子领域中的应用

碳纳米管的独特结构使它具有奇特的性质和广阔的应用前景。本文介绍了碳纳米管的结构和性质,对碳纳米管的制备现状、表征及其在电子领域的应用做了详细的回顾。