Co/MgO固体催化剂CVD法合成单壁纳米碳管的研究

分别用浸渍法、离子吸附沉淀法、溶胶一凝胶法制备了四组Co／MgO催化剂．1000C时,这些催化剂均能在CH4气氛下合成单壁纳米碳管,产量受催化剂活性组分尺寸影响明显．经透射电子显微镜(TEM)和热重分析(TGA)结果发现,浸渍法中以乙醇作为溶剂制备的催化剂所制得的产物中含有最多的单壁纳米碳管;离子吸附沉淀法所得的催化剂因沉淀的活性组分颗粒过大而不适合于单壁纳米碳管的生长;溶胶一凝胶法通过优化工艺将有望获得高产率的制备单壁碳管的催化剂．TEM和电子衍射观测同时表明所制得的单壁纳米碳管的直径都分布在1nm左右,且大部分聚集成束．     

化学气相沉积法制备碳纳米管有序阵列

采用化学气相沉积法（CVD）在覆盖有催化剂薄膜的硅片表面直接制备出碳纳米管阵列,使用透射电镜（TEM）和场发射扫描电镜（FESEM）对其进行了检测,并探讨了实验条件对碳管形貌的影响。结果表明：所制备的碳管具有明显的取向性,能够形成致密有序的碳纳米管阵列;制备催化剂所用的硝酸铁溶液浓度为2mol／L时,最适宜碳管阵列的生长;匀胶机的转速提高,可减小催化剂颗粒直径,增强颗粒分散性,有利于碳管生长;碳纳米管的直径随反应温度的升高和时间的延长而增加,680℃为最佳反应温度;碳管生长模式为顶部生长和底部生长。     

粉末冶金法制备纳米碳管增强铜基复合材料的研究

用化学镀在纳米碳管表面镀覆了铜及镍,并用粉末冶金法制备纳米碳管增强铜基复合材料,研究了制备工艺的有关参数对其性能的影响．结果表明：不同的工艺参数对复合材料的性能有不同影响,相对其它参数,纳米碳管体积分数显著影响复合材料的综合性能．纳米碳管体积含量在12％左右时,复合材料的致密度和硬度达到较好综合值。     

微波法制备纳米碳管-碳化钛复合粉体

以钛铁矿为原料,通过等离子体化学气相沉积,生长纳米碳管.再通过微波加热强制碳化得到碳化钛-纳米碳管(TiC-CNTS)复合粉体.研究纳米碳管的生长工艺和微波碳化处理工艺,得出合理的制备工艺条件:纳米碳管的制备条件为微波功率600 W,腔体气压5.5 kPa,甲烷流量3.3 mL·min-1,氢气流量55 mL·min-1,生长时间40 min.碳化条件:微波功率700 W,处理时间10 min.     

纳米碳管的结构与嵌锂行为研究

研究纳米碳管的微观结构与嵌锂行为,对于制备出真正实用的锂离子电池负极材料具有重要的指导意义.催化热分解法制备了纳米碳管,对提纯后的纳米碳管进行了充放电性能的研究.纳米碳管首次放电比容量为1 295mA.h/g,不可逆容量为845mA.h/g,充放电效率为34.7%.采用XRD、TEM和FTIR谱研究了纳米碳管的结构、表面形貌和固体电解质中间相膜(SEI膜)的形成机理和组成.纳米碳管管径约20~30nm,长大于100nm,定向生长.纳米碳管的层间距d002值为0.349 6nm,表面存在着羰基(-CO-)、羟基(-OH),碳氢σ键等活性基团.纳米碳管在锂离子反复的嵌入与脱出后,层间距变大,衍射峰变宽,峰强变弱.     

镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层的制备及性能

为了改善金属基材的表面性能,以钛铁矿为原料,利用微波等离子体化学气相沉积法制备了纳米碳管/二氧化钛复合粉体.采用复合电泳电沉积法在不锈钢基体表面制备了镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层;利用扫描电镜、X射线衍射仪、数显维氏硬度计和电化学测试等手段研究了纳米碳管/二氧化钛复合粉体对复合镀层结构和性能的影响.结果表明纳米碳管/二氧化钛复合粉体的加入有效地减小了复合镀层中镍的晶粒尺寸,促进了金属镍沿(111)晶面择优取向生长,改变了镍的电沉积层结构,提高了镀层的硬度,改善了镀层的耐腐蚀性能;在复合粉体的作用下,复合镀层的硬度与纯镍镀层相比提高了110%,腐蚀电位正移了23mV,腐蚀电流密度减少了0.991微安/平方厘米.     

碳包覆粒子的制备与表征

通过热处理在多壁纳米碳管上负载2种金属氧化物颗粒,以其为催化剂,用化学气相沉积法制备碳包覆金属粒子,并利用XRD、TEM、FESEM和EDS对催化剂和产物的物相组成、形貌和结构进行表征。结果表明,金属氧化物颗粒均匀地负载于纳米碳管的管壁上,所制备的碳包覆金属粒子粒径较为均匀,具有明显的核一壳结构。     

碳纳米管作为载体在邻硝基甲苯多相催化加氢中的应用

采用脉冲法进样，用邻硝基甲苯常压下气相加氢生成邻甲基苯胺为探针反应研究了纳米碳管负载镍催化剂的催化性能。分别评价了Ni负载在纳米碳管，活性炭，γ－Al2O3,SiO2上的催化活性，实验结果表明：在实验条件下，碳纳米管负载镍作催化剂的反应物的转化率和产物的选择性分别是80％和1005，转化率分别是二氧化硅负载内化剂的2．36倍，活性炭负载镍催化剂的1．83倍和三氧化二铝负载镍催化剂的1．49倍。     

多壁纳米碳管环的成环机理研究

利用连续介质模型和弹性能理论,分析了多壁纳米碳管环的形成过程.发现弯曲纳米碳管成形自由能为零的条件决定了多壁纳米碳管环的形成;并存在使直纳米碳管变弯的阈值条件,纳米碳管环是诸多弯曲构型中的一种稳定构型.此模型导出的多壁纳米碳管环半径与实测值符合.说明了连续介质弹性能理论在原子尺度下仍能使用及多壁纳米碳管环的形成是一个成形自由能为零的自组织过程.     

无定形纳米碳管的合成、表征及其纯化后的电化学性能

以焦粉制备的碳棒为碳源,以镍为催化剂,在负压条件下,于乙炔和氦气气氛中,采用电弧法合成了无定形纳米碳管（ACNT）。利用扫描电镜、透射电镜,X-射线衍射仪和拉曼光谱对产物进行表征。采用微波辅助硝酸纯化法对制备的ACNT进行纯化,并进一步在空气中纯化。用纯化后的纳米碳管修饰碳糊电极,利用循环伏安法测试了电极的电化学性能。结果表明,电极具有良好的电化学稳定性,ACNT管壁上的羟基基团被氧化而减少,导致无定形纳米碳管／碳糊电极电子传递速度减慢。     

甲烷催化裂解制备碳纳米管过程中二氧化碳的影响

生物质发酵沼气含有高浓度CH₄,具有制备碳纳米管的潜力,但其中所含的大量CO₂对碳纳米管制备存在潜在影响. 研究了CH₄催化裂解制备碳纳米管过程中CO₂的影响,使用商用Ni基催化剂和水平管式炉装置开展碳纳米管制备试验,采用TPR、TPO、SEM、TEM等手段对催化剂和碳纳米管进行表征. 650 ℃时催化裂解效率最高,碳产物最大质量为催化剂质量的4倍,其中主要产物为多壁碳纳米管. CO₂对最佳催化裂解温度、催化裂解效率及多壁碳纳米管产量无显著影响,但CO₂的存在增加了碳纳米管内外径、长度和平滑度. 这可能是由于CH₄催化裂解产生无定形积碳,阻碍碳纳米管生长; 而CO₂与积碳反应清除积碳,促进了碳纳米管生长. 从CO₂的影响来看,沼气制备碳纳米管具有可行性.     

多壁纳米碳管中的AAS效应研究

分析研究了多壁纳米碳管中的AAS效应．通过给出多壁纳米碳管中电子的多圈(通道)分波波函数的量子干涉模型，在AAS理论的框架下推出了多壁纳米碳管磁电阻的解析表达式．研究还发现由于多壁纳米碳管壁间的相互作用，多壁纳米碳管中电子的输运性质是扩散型的，存在着一个确定的相位相干长度．有限的相位相干长度用在磁电阻公式中可以解释最新的几个多壁纳米碳管中的磁电阻实验，如典型的负磁阻效应、磁电阻随外加磁场的高阶周期震荡等．     

多壁碳纳米管的CVD法制备

系统地介绍CVD法制备多壁碳纳米管的各类装置,并对影响碳纳米管生长的各种因素进行评述.CVD法制备多壁碳纳米管主要的实验装置有固定催化床、沸腾催化床、喷淋催化床、双温区流动催化床等;主要的影响因素有催化剂种类、反应气体、裂解温度、反应时间等. 更多还原     

以焦化苯为碳源制备碳纳米管的研究

以工业副产品—焦化苯为碳源,以二茂铁为催化剂前躯体,以噻吩为生长促进剂,采用催化裂解（CVD）法,在合适的工艺条件下,制备了碳纳米管（CNTs）,采用TEM,XRD和Raman对所得碳纳米管进行表征,考察其形貌及石墨化程度,结果表明：在一定工艺条件下,以焦化苯为碳源可以制备出形貌规整、长径比大、缺陷少且纯度高的碳纳米管。还探讨了反应温度和反应时间对碳纳米管形貌和产率的影响。     

Catalytic CVD Growth of Carbon Nanotubes by Electric Heating Method

Carbon nanotubes(CNTs) were synthesized by the electric heating catalytic chemical deposition method(CCVD) using acetylene(C_2H_2) as the carbon source and nitrogen(N_2) as carrier gas,and nickel catalyst was loaded by electroplating.The electric heating method,as a new method,electrifies the carbon fiber directly by using its conductivity.The morphology and structure of CNTs were characterized by SEM and TEM,and the surface properties of carbon fibers before and after the growth of CNT were characterized by Raman spectroscopy.The experimental results show that the electric heating method is a new method to produce CNT,and can grow a large number of CNTs in a short time,the crystallization degree and surface average crystallite size of carbon fiber increased after the growth of CNT on it.In addition,electroplating loading catalyst can also be used as an ideal loading way,which can control the number,shape,and distribution of nickel particles by controlling the plating time.     

煤基活性炭载体预处理对甲醇气相氧化羰化合成DMC性能的影响

研究催化剂的浸渍制备方法、煤基活性碳载体、不同浓度HCl、HNO3预处理条件对甲醇气相氧化羰化合成碳酸二甲酯催化剂活性的影响。实验结果表明：分步浸渍法优于一步法;在已选择煤基AC载体中,以宁夏华辉AC3为载体制备的CuCl/AC催化效果最优,甲醇转化率为22.5%,DMC选择性为92.3%,DMC时空收率为131.2 g.kg^-1.h^-1;6 mol/L HCl预处理效果最好,甲醇转化率为24.1%,DMC选择性为94.7%,DMC时空收率为147.2 g.kg^-1.h^-1。     

Synthesis of aligned carbon nanotubes by thermal chemical vapor deposition

Single crystal silicon was found to be very beneficial to the growth of aligned carbon nanotubes by chemical vapor deposition with C₂H₂ as carbon source. A thin film of Ni served as catalyst was deposited on the Si substrate by the K575X Peltier Cooled High Resolution Sputter Coater before growth. The growth properties of carbon nanotubes were studied as a function of the Ni catalyst layer thickness. The diameter, growth rate and areal density of the carbon nanotubes were controlled by the initial thickness of the catalyst layer. Steric hindrance between nanotubes forces them to grow in well-aligned manner at an initial stage of growth. Transmission electron microscope analysis revealed that nanotubes grew by a tip growth mechanism. Funded by the National Natural Science Foundation of China (No. 50435030)     

Ni/纳米Al2O3微粒复合电镀工艺的试验研究

采用复合电镀的方法在45#钢表面制备获得Ni/纳米Al2O3微粒复合镀层.利用正交试验法研究了电流密度、镀液pH值和镀液温度对Ni/纳米Al2O3微粒复合镀层性能和沉积过程的影响.结果发现,它们对镀层沉积过程及其性能都有影响,但影响的程度和规律不同.最后综合考虑各因素,制订出Ni和纳米Al2O3微粒在45#钢表面发生共沉积的较理想工艺.     

流动催化热分解法制备碳纳米管工艺条件的正交优化

采用正交实验对流动催化热分解法制备碳纳米管的反应温度，噻吩体积分数和氢气流速进行了条件优化，给出了优化后的工艺参数，根据透射电镜（TEM）的检测结果对反应产物进行了分析，讨论了上述3个工艺参数对产物的影响。