富勒烯與碳納米管ppt課件(已改無錯字)
2023-06-13 02:37:33 本頁面
【正文】 是碳納米管的持續(xù)生長點 ， 碳原子不斷沉積到催化劑顆粒上形成金屬 碳合金 ， 當(dāng)碳原子達(dá)到飽和時由顆粒的一端析出形成碳納米管 。 這兩種機理的主要區(qū)別在于生長過程中先形成的一端距離催化劑的相對位置遠(yuǎn)近 。 端部生長模式 假定催化劑顆粒在碳納米管的生長過程中起到促進成核的作用。一旦碳納米管初步形成并將催化劑包覆起來以后，生長點即轉(zhuǎn)為管的開口端，碳源不斷沉積到開口的懸鍵上導(dǎo)致碳納米管持續(xù)生長。溫度降低時開口端封閉停止生長。 頂部生長和底部生長 ? 底部生長模式 ：即金屬催化劑顆粒附著在襯底上，碳納米管的頂端封閉，且不含催化劑。碳源從碳納米管與催化劑材料的接界處提供。 ? 頂部生長模式 ：即位于碳納米管頂端的金屬催化劑顆粒隨著碳納米管的生長而移動，被攜帶移動的催化劑顆粒用來提供碳納米管生長所必需的碳源。 嚴(yán)格說來，這兩種模式不涉及到本質(zhì)的機理不同，它們都屬于噴槊生長。 區(qū)別只是催化劑在生長過程中是停留在襯底上還是被頂在碳納米管的尖端上。這種區(qū)別僅僅由催化劑與襯底的附著力強弱而定。 CVD生長機理實驗驗證 實驗過程采用了兩種同位素通氣順序， (1)先通 12C乙烯 15s，再通 13C乙烯 45s； (2)先通 13C乙烯 15s，再通 12C乙烯 45s。 CVD生長機理實驗驗證 13C標(biāo)記的 MWCNT陣列的微區(qū)拉曼譜 (a) 純 12C和純 13CMWCNT陣列的參考拉曼譜 (b)先通 12C再通 13C的乙烯生長的陣列極其微區(qū)拉曼譜 (c)先通 13C再通 12C的乙烯生長的陣列極其微區(qū)拉曼譜 MWCNT的生長機理示意圖 圖中黑色橢圓表示附著在多孔硅襯底（白點區(qū)域）的 Fe催化劑顆粒，陰影部分表示 13C同位素。四個瞬間表示出 12C13C 同位素結(jié)碳納米管的生長過程。 Shapeselective transportation in nanopores Hinds BJ et al, Science, 303,62 Hinds BJ et al, JACS 2022, 127,9062 模板合成碳納米管陣列 通常應(yīng)用氧化鋁膜與氣相催化生長相結(jié)合的方法來生長有序碳納米管及其陣列 。 即先用電化學(xué)沉積方法在模板的孔內(nèi)引入金屬 (如 Fe,Co,Ni等 ) 納米顆粒催化劑 ， 然后在 Ar或是 N2與碳?xì)錃怏w混合氣氛中 ，通過熱解碳?xì)浠衔镏苽涮技{米管的陣列 。 氧化鋁膜制備的有序碳納米管陣列 (a) 原位生長； (b) 模板被部分腐蝕 碳納米管的表面修飾 共價功能化 A：端口功能化 B：側(cè)壁功能化 非共價功能化 C： 表面活化劑功能化 D： 聚合物功能化 E： 內(nèi)腔功能化 常見碳管的修飾方式與方法： 構(gòu)筑可見光光源 構(gòu)筑納米晶體管 Tans et al, Roomtemperature transistor based on a single carbon nanotube, Nature 393 (1998) Nano Transistors Tans et al, Roomtemperature transistor based on a single carbon nanotube, Nature 393 (1998) 構(gòu)筑納米場發(fā)射針尖 From IPN CNT group 構(gòu)筑納米反應(yīng)器 ? Figure C2 oxygenate formation activities as a function of time o
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