多壁碳纳米管定向生长参数的研究

研究了利用微波等离子体化学气相沉积法制备碳纳米管时各种工艺参数的影响。在化学气相沉积中催化剂起着至关重要的作用,为分析催化剂对碳纳米管生长情况的影响,采用常用的催化剂Fe和Ni作对比实验,并利用扫描电子显微镜表征手段分析不同催化层对碳纳米管生长情况的影响,发现使用Fe催化层在较高温度下,碳纳米管生长形貌较Ni催化层要好。而沉积温度在制备碳纳米管的过程中也起这重要的作用,所以实验针对不同沉积温度进行碳纳米管生长,结果发现600℃左右温度较适合碳纳米管生长。     

蓝宝石上石墨烯的近程催化生长研究

在半导体或者绝缘衬底上利用化学气相沉积方法生长石墨烯和在金属上生长石墨烯相比具有很明显的优势,它克服了前期转移石墨烯时引入的杂质污染和缺陷产生的问题.本文提出了一种新的近程催化的方法可以在蓝宝石衬底上直接进行石墨烯的生长.该方法利用了金属作为催化剂的优势,又避免了转移石墨烯的过程.该方法能制备出完全覆盖衬底的石墨烯,同时石墨烯畴的大小接近1μm.基于生长过程中石墨烯的成核和畴的生长,本文提出了近程催化的生长机理.     

沉积在金属催化剂上碳的考察

本文考察了两种工业用Pt-Sn/Al_2O_3催化剂及实验室制备的Pt/Al_2O_3及Pt-Sn /Al_2O_3;催化剂表面炭的沉积。应用程序升温氧化(TPO)即烧炭的特征曲线来表征催化剂表面上炭沉积的类型;应用H-600型电镜观察确认炭的形貌结构。将两种方法密切的联系在一起,从而获得了一些有意义的结果,为进一步探讨催化剂失活机理提供了有用的信息。     

余热锅炉中脱硝反应器的优化及改造

国内电站实际应用SCR(选择性催化还原)烟气脱硝技术过程中,经常出现中、低负荷下SCR反应器入口烟温低于SCR催化剂的最佳反应温度窗口,严重时甚至低于正常反应温度等问题,导致SCR反应器运行效率明显偏低,严重影响余热锅炉的脱硝效率、NOx排放浓度和氨逃逸率。因此,需要在不影响余热锅炉整体运行下,有效提高SCR反应效率,维持SCR催化剂的较高活性,保证原SCR反应器系统高效稳定运行的是很有必要的。通过热力计算分析对比分析了高压过热器及高压蒸发器两种不同方案下主要热力参数的变化并根据工程实际情况建立了SCR脱硝反应器的模型图,文章分析了夏季运行工况,50%负荷情况下各个烟气参数,对SCR脱硝反应器流场模拟计算时的有关设置进行了说明。介绍了评价SCR脱硝反应器效果的两个指标,即流场均匀性和温度场均匀性指标。     

采用流化床反应器的ACCVD法制备单壁碳纳米管

采用流化床反应器,利用MgO作为催化剂载体,通过乙醇为碳源的化学气相沉积（ACCVD）法合成了单壁碳纳米管（SWCNTs）。该方法是让Ar气流直接携带乙醇蒸汽进入反应器,用流化床反应器代替石英舟,使乙醇蒸汽与催化剂混合更加均匀,有利于SWCNTs的生成。采用MgO催化剂载体,易于用浓HCl对产物进行提纯。拉曼光谱和透射电镜（TEM）分析结果表明,通过该方法合成的SWCNTs具有无定型碳含量少、管径均匀等特点。     

等离子体对低温定向生长碳纳米管的作用

利用负偏压增强热丝化学气相沉积在低衬底温度（550℃）下催化生长了碳纳米管,并用扫描电子显微镜研究了它的生长过程,发现低温下碳纳米管能否定向生长依赖于等离子体功率,同时还发现碳纳米管在压强太低时不能够生长.结合有关理论分析,结果表明,当等离子体功率较大时,等离子体形成的强电场对催化剂颗粒的作用导致了碳纳米管的定向生长;而低压下碳纳米管不能够生长是由于碳粒子扩散太快的缘故.     

乙醇化学气相沉积法制备多壁碳纳米管

介绍了采用浮动催化剂法,利用乙醇化学气相沉积法制备多壁碳纳米管。采用二茂铁作为催化剂先体,乙醇作为碳源,利用石英基底收集产物。催化剂先体二茂铁的蒸汽在载气的作用下被带到高温区(800℃),二茂铁在高温区分解形成铁纳米催化剂颗粒,这些催化剂颗粒催化生长出多壁碳纳米管。利用扫描电子显微镜、(高分辨)透射电子显微镜对制备的多壁碳纳米管都进行了表征。实验结果表明,制备的多壁碳纳米管均匀性好,石墨化程度较高。     

准直碳纳米管的非均匀生长研究

用CH4,NH3 和H2 为反应气体,利用等离子体增强热丝化学气相沉积在沉积有Ta缓冲层和Ni催化剂层的Si衬底上制备了准直碳纳米管,并用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对它们进行了研究.结果发现,尽管碳纳米管在相同的生长条件下生长在同样的衬底上,其直径和长度仍不同, 表明它们是非均匀生长.应用有关热力学理论研究了碳纳米管生长的非均匀性,结果表明,碳纳米管的非均匀生长是由催化剂颗粒的大小不同所致.     

以ZnS为源用化学气相沉积法在硅衬底上生长ZnO纳米颗粒

首次以ZnS为源,采用化学气相沉积法在抛光的Si单晶片衬底上生长晶态的ZnO纳米颗粒,其形貌、尺寸和密度都与气体流量、衬底温度、生长时间以及有无催化剂等生长条件密切相关．在没有Au催化的条件下,ZnO颗粒呈圆形颗粒,直径多在30-200nm之间,密度为10^4-10^9cm^-2;有Au催化的条件下,ZnO纳米颗粒呈六边形,平均尺寸明显变小,在10—100cm之间,而密度显著提高,为10^8-10^10cm^-2所制备的纳米ZnO颗粒在497nm和376nm附近分别有很强和较弱的光致发光．     

乙醇化学气相沉积法制备多壁碳纳米管

介绍了采用浮动催化剂法,利用乙醇化学气相沉积法制备多壁碳纳米管.采用二茂铁作为催化剂先体,乙醇作为碳源,利用石英基底收集产物.催化剂先体二茂铁的蒸汽在载气的作用下被带到高温区(800℃),二茂铁在高温区分解形成铁纳米催化剂颗粒,这些催化剂颗粒催化生长出多壁碳纳米管.利用扫描电子显微镜、(高分辨)透射电子显微镜对制备的多壁碳纳米管都进行了表征.实验结果表明,制备的多壁碳纳米管均匀性好,石墨化程度较高.     

乙醇化学气相沉积法制备多壁碳纳米管

介绍了采用浮动催化剂法，利用乙醇化学气相沉积法制备多壁碳纳米管。采用二茂铁作为催化剂先体，乙醇作为碳源，利用石英基底收集产物。催化剂先体二茂铁的蒸汽在载气的作用下被带到高温区（800℃），二茂铁在高温区分解形成铁纳米催化剂颗粒，这些催化剂颗粒催化生长出多壁碳纳米管。利用扫描电子显微镜、（高分辨）透射电子显微镜对制备的多壁碳纳米管都进行了表征。实验结果表明，制备的多壁碳纳米管均匀性好，石墨化程度较高。     

用扫描电镜监测硅酸盐修饰Ni/海泡石催化剂的微观形态变化

过渡金属在适当条件下可以催化断裂Ｈ Ｈ、Ｈ Ｃ、Ｃ Ｃ、Ｃ Ｏ键 ,而海泡石则以其特殊的空间结构、巨大的比表面积可用作催化剂的载体。但海泡石原矿为稻草状纤维束 (图 1ａ) ,不利于金属的沉积和附着 ,使催化效果受到影响。本文作者曾就Ｎｉ 海泡石催化剂的制备和海泡石的表面修饰进行过初步研究[1] ,[2 ] ,在此基础上我们拓宽了实验范围 ,针对海泡石的表面修饰与金属的沉积效果进行了较详细的研究。1　实验方法1 1　海泡石的表面修饰 :将海泡石用水洗法提纯、用 5 %盐酸进行活化处理 ,然后置于高压釜中 ,加入适量去离子水、氢氧化钠、二…     

有机胺(己二胺)催化热钾碱液吸收、解吸CO_2的研究

本文根据Danckwerts表面更新理论推导了纯热钾碱液吸收、解吸CO_2速率的近似表达式及拟一级反应的判据,并用实验数据验证之.亦提出用催化剂目前所达到的催化速率与催化剂极限速率之比来评价催化剂的新方法.并利用搅拌反应器测定了1,6己二胺(HDA)催化热钾碱液吸收、解吸CO_2的速率,证明HDA与二乙醇胺(DEA)有相近的催化效果     

缓冲层对铜催化生长碳管形貌和性能的影响

碳纳米管的生长通常使用Fe,Co,Ni作为催化剂,除此以外的一些过渡元素也能催化裂解生长碳管。其中用铜制备的碳管阈值电场低、发射电流密度大、发射均匀性好等等良好的场发射特性。铜与硅、或金属之间具有很强的的扩散特性,而碳管应用于场发射显示器必然使用玻璃、硅片作为衬底,所以需要一层缓冲层阻挡催化剂铜扩散入衬底。本文使用磁控溅射制备铜薄膜作为催化剂,化学气相沉积方法裂解乙炔生长碳管薄膜形成场发射阴极。并试验W,Ni,Cr和Ti作为铜薄膜的缓冲层,结果表明不同的金属阻挡特性不同,生长后碳管的形貌和特性都有差异。结果表明Ti和W能很好地阻挡铜的扩散,从而使铜催化裂解出附着性好、分布均匀、密度适中、场发射特性良好的碳管薄膜。对于Ni和Cr金属,由于生长的碳管与衬底结合差或者场发射能力差而不适合作铜的缓冲层。     

影响碳纳米管生长与结构的参数研究

采用负偏压增强热丝化学气相沉积(CVD)方法，在沉积有NiFe催化剂层及Ta或Ti过渡层的Si衬底上，通过改变沉积条件制备出不同结构的碳纳米管。扫描电子显微镜的研究结果表明，当过渡层为Ta时，碳纳米管的生长速度比Ti过渡层的大；在沉积过程中，有或无辉光放电时，生长出的碳纳米管分别是定向和弯曲的；同时还观察到随着反应气体中NH3浓度的加大，碳纳米管的生长速度会随之增大。     

利用流动催化法在减压化学气相沉积系统中制备碳纳米管粉末

以二茂铁作为催化剂,H_2为还原气和载气,反应温度为650℃,压强15 kPa时,在一定的催化温度下,调节碳源中噻吩与环已烷的摩尔比,在减压化学气相沉积体系中制备了大量网状碳纳米管粉末。对反应过程中二茂铁的催化温度以及噻吩与环已烷的摩尔比对产物的影响进行了分析与研究,结果表明碳纳米管的产量随催化剂的量的增加而增大,其质量随催化温度的升高而下降;噻吩与环已烷的摩尔比对产物的形貌与质量有着一定的影响。用扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱对碳纳米管进行了表征。     

CeO2-TiO2复合氧化物的气敏催化性能

采用溶胶-凝胶法制备CeO2-TiO2复合氧化物催化剂,取代贵金属催化剂在不同工艺下制备气敏催化元件,研究在C4H10气氛中催化剂浓度和制备工艺对气敏催化性能的影响.结果表明,CeO2-TiO2复合氧化剂具有气敏催化活性,用它制作的催化元件的灵敏度与催化剂浓度、载体焙烧温度及表面改性等因素有关.选择最佳制备条件,其灵敏度相当于贵金属催化剂的灵敏度,同时具有良好的抗毒性.     

CeO2-TiO2复合氧化物的气敏催化性能

采用溶胶-凝胶法制备CeO2-TiO2复合氧化物催化剂,取代贵金属催化剂在不同工艺下制备气敏催化元件,研究在C4H10气氛中催化剂浓度和制备工艺对气敏催化性能的影响.结果表明,CeO2-TiO2复合氧化剂具有气敏催化活性,用它制作的催化元件的灵敏度与催化剂浓度、载体焙烧温度及表面改性等因素有关.选择最佳制备条件,其灵敏度相当于贵金属催化剂的灵敏度,同时具有良好的抗毒性.     

电沉积镍纳米晶对碳纳米管生长的影响

我们的前期研究发现，通过制备脉冲电沉积镍（Ni）纳米晶作为催化剂，在火焰中可以生长出直径均匀的碳纳米管（CNTs），还可以通过改变电沉积参数获得不同尺寸的纳米晶晶粒，从而达到控制CNTs管径的目的。本工作进一步研究Ni纳米晶的表面形貌的CNTs生长形态和机理的影响。     

MnOx/ZrO2纳米催化剂的制备及对CO-SCR-NO性能研究

以氧氯化锆和硝酸锰为主要原料,采用Sol-Gel真空冷冻干燥(VFD)技术制备了MnOx/ZrO2超细粉体材料.用XRD,TG-DSC,TEM和BET等技术对试样进行了表征,用微反应器-气相色谱仪在线研究了试样不同配合比例对试样催化还原NO活性的影响.结果表明:用Sol-Gel VFD技术可制得粒子尺寸约为20 nm、具有高催化活性的负载型MnOx/ZrO2纳米催化剂,锰由低价向高价转变.添加了Ce组分能提高MnOx/ZrO2纳米催化剂催化还原NO的活性.