用介孔材料制备定向碳纳米管的研究进展

综述了近年来采用介孔材料制备定向碳纳米管的研究进展,包括介孔材料的合成及介孔材料在制备定向碳纳米管方面的应用。重点介绍了采用合成介孔材料的模板剂石墨化及介孔材料作为载体制备定向碳纳米管的方法,探讨了模板剂种类、催化剂的制备方法及反应温度和时间对定向碳纳米管生长的影响和定向碳纳米管生长的介孔限制机理,并提出了这一领域的研究方向。     

化学气相沉积法低温合成螺旋碳纳米管

以水溶性氯化钠负载Fe做催化剂,直接通过化学气相沉积法在没有掺杂任何含硫气体噻吩的条件下催化裂解乙炔在450℃下进行反应制备纳米碳材料。产物通过扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜进行了表征。结果表明:在该条件下制备了选择性较高的螺旋碳纳米管,其直径在25~200nm之间,绝大部分碳纳米管都有着非常规整的螺旋性并且其螺距很短。所制备螺旋碳纳米管晶格没有好的连续性,中间有断痕出现,并且排列也很不规则,为一种有缺陷的石墨结构。     

AAO模板为基底CVD法合成孔径可控的碳微球

1000℃下两段炉中裂解乙炔,第一段炉中不放催化剂,第二段炉中放入孔径约为50nm的AAO模板并将炉温设定为700℃,反应时间为10min。产物通过扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜进行了表征。结果表明:AAO模板表面沉积了很多直径约为50nm的碳微球,碳微球的结构为断断续续的石墨片层组成的波纹状结构,石墨片层的层间距约为0.3~0.35nm。     

NaCl担载Fe催化CVD法合成纳米洋葱状富勒烯

以简单的浸渍法制备的NaCl担载Fe作催化剂,化学气相沉积法在400℃下裂解乙炔,并直接将产物于650℃氩气气氛中保温2h,以提高产物的石墨化程度.通过扫描电子显微镜对催化剂进行了表征,结果显示,大多数Fe粒子已被载体氯化钠分散为粒径在10～40nm之间的纳米颗粒;通过高分辨透射电子显微镜和X射线衍射仪对样品进行了表征,结果显示,本实验合成了粒径在20～50nm之间的石墨化程度稍高的内包Fe3C的纳米洋葱状富勒烯.     

麦秸秆为原料新绿色工艺制备碳微球

以麦秸秆粉末为原料,先将麦秸秆粉末与水的混合液于190℃的干燥箱中无催化剂条件下水解1h,然后以水解后的清液为碳源于180℃下无催化剂条件下水热碳化8h来制备碳纳米材料,探讨了秸秆粉末与水的固液比对产物形貌的影响。通过红外光谱仪对产物的表面官能团进行了分析,通过扫描电子显微镜对产物的微观形貌进行表征。结果显示:所制备的产物为带有大量O—H基、CHO基等官能团的碳微球,固液比对碳微球的粒径有较大的影响,固液比为1∶60时产物为外壁光滑的碳微球,其粒径在100~300nm之间;固液比为1∶40时,所制备碳微球,粒径较大,多数直径在250nm左右;固液比为1∶20时产物中明显有直径约800nm左右的大球出现,大直径的碳微球球壁看起来较光滑,但产物的均匀性变差。     

阳极氧化铝模板为基底可控制备碳纳米棒

以不负载任何活性组分的阳极氧化铝模板为基底,采用化学气相沉积法在700℃下催化裂解乙炔可控制备纳米碳材料,反应气氛分别为氩气和氢气;产物通过扫描电镜和高分辨透射电镜进行表征.结果表明:当反应气氛为氩气时,阳极氧化铝模板表面沉积了棒体较直的碳纳米棒,这些碳纳米棒形貌规整,平铺在阳极氧化铝模板表面;当反应气氛为氢气时,碳纳米棒的生长方向变成了规整地直立状态;所制备的碳纳米棒为实心的,结构为断断续续的石墨片层组成的波纹状结构.     

化学气相沉积法催化合成尺寸可控的碳微球

本研究采用化学气相沉积法,以氢氧化铝为载体负载铁为催化剂,通过催化裂解乙炔合成了碳微球,并详细探讨了催化剂以及碳微球的沉积区域对所合成的碳微球的直径的影响,通过场发射扫描电镜、能谱分析、高分辨投射电镜对产物形貌和超微观结构进行了表征和分析。结果显示,催化剂和沉积区域在某种程度上对碳微球的直径起到了一定的控制作用。