碳納米管cnppt課件(參考版)
2025-01-20 18:42本頁面
【正文】 電極間 隙 － ~1 mm ? 最早應(yīng)用的碳納米管合成方法 ? 可生產(chǎn) SWNT和 MWNT ? 簡單、快速，制得的碳納米管直而管徑較細 ? 碳納米管易燒結(jié)成束，難于分離和提純，收 率較低 合 成 方 法（續(xù)） ? 激光燒蝕法（ Laser Ablation） ? 惰性氣氛中，利用激光的高能量蒸發(fā)石墨靶（含金屬催化劑）來合成碳納米管 ? 可生產(chǎn) SWNT和 MWNT ? 所得碳納米管品質(zhì)高，結(jié)構(gòu)完整，缺陷較少，適合生長 SWNT ? 成本高，收率低 合 成 方 法（續(xù)） ? 典型的化學(xué)氣相沉積工藝 ? 化學(xué)氣相沉積法（ Chemical Vapor Deposition, CVD） ? 利用納米尺度的過渡金屬或其氧化物為催化劑，在相對較低的溫度 (5001200℃ )下熱解碳 源氣體 (甲烷、乙炔、乙烯、丙烯、苯和一氧化碳等 )來合成碳納米管 ? 可生產(chǎn) SWNT和 MWNT ? 成本低，收率高，可大量生產(chǎn) ? 碳納米管的管徑在很大程度上依賴于催化劑顆粒的成分和尺寸，分布較寬；較多的結(jié)晶 缺陷，石墨化程度較低，常發(fā)生彎曲和變形，管端和管壁上包有催化劑顆粒 ? 等離子體增強化學(xué)氣相沉積工藝 (Plasmaenhanced CVD, PECVD) ? 高壓一氧化碳合成工藝（ Highpressure carbon monoxide synthesis， HiPCO） CNTs being synthesized by PECVD 分 離 與 提 純 ? 碳納米管在進行結(jié)構(gòu)表征、性能測試和應(yīng)用之前，通常須進行分離與提純 ? CVD碳納米管，根據(jù)應(yīng)用需要，有時須進行高溫石墨化處理以提高其結(jié)構(gòu)完整性 ? 合成產(chǎn)物中，常伴有大量雜質(zhì)，如無定型碳、富勒烯、金屬催化劑等 ? 常用的分離與提純方法－氧化法 ? 利用碳納米管與雜質(zhì)的氧化性差異將產(chǎn)物中的雜質(zhì)氧化除去 ? 具體實施方法包括 空氣氧化法、二氧化碳氧化法、酸氧化法、電化學(xué)氧化法等 ? 氣體氧化法的選擇性較差，碳納米管的收率降低幅度較大 ? 常用的酸氧化法具有較高的選擇性，但會在碳納米管管端和管壁上引入較多缺陷 ? 高溫熱處理 （ annealing in inert atmosphere） ? 金屬催化劑在高溫下會發(fā)生汽化 ? 石墨化碳納米管，有利于其結(jié)構(gòu)更完美 直接合成的 SWNT 提純后的 SWNT 性 能 ? 超高的長徑比 o 準一維量子線 o 直徑納米級，長度微米至毫米甚至厘米級，長徑比可高達 28,000,000 o 理想的復(fù)合材料增強填料 o 經(jīng)填充、包裹和空間限制反應(yīng)可用于制備其它一維納米材料 CNT ? 力學(xué)性能 性 能（續(xù)） before test after
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