(中國粉體技術網/三水)自1991年碳納米管被發現以來,因其具有優異的物理化學性能、電學和機械性能,關于碳納米纖維(CNFs)和碳納米管(CNTs)的研究得到爆炸式增長,在各方面都得到廣泛應用,例如場發射顯示器、納米級電子器件、發光二極管、數據儲存器、傳感器、高分子復合材料增強劑、電容設備、儲氫設備等。目前,碳納米纖維和碳納米管最常見的合成方法有石墨電弧法、激光燒蝕法和化學氣相沉積法(CVD),在這些方法中,化學氣相沉積法被認為是大規模合成不同直徑和結構的最好辦法。用CVD方法制備碳納米材料的要素是催化體系和碳源分子。目前,催化體系主要是氧化鋁、氧化鎂、二氧化硅等,影響產物品質不利因素主要表現在純化工藝中需用強酸分離基底和催化劑。
Ravindra Rajarao等發明一種新型催化體系,用碳酸鈣作為催化劑載體(其在室溫下能溶于稀鹽酸溶液),選擇金屬甲酸鹽作為催化劑(Ni/Co甲酸鹽、Co/Fe甲酸鹽和Ni/Fe甲酸鹽),因在許多情況下雙金屬復配協同催化劑要比單金屬催化劑單獨使用催化性能要好,能得到更高產量和更高品質的產物,乙炔為碳源(相比較其他碳源有更高的活性),采用CVD方法制備碳納米管。
通過SEM、TEM、TGA和拉曼光譜等對產物進行表征,結果表明采用該法成功制備了碳納米管,該方法能消除以往碳納米管制備純化過程中產生的不利因素,反應時間短、催化劑用量少、環境友好而且經濟高效,可實現碳納米管的大規模生產。
碳納米管的SEM圖
(a) Ni/Co formate, (b) Co/Fe formate, (c) Ni/Fe formate
碳納米管的TEM圖
(a) Ni/Co formate, (b) Co/Fe formate, (c) Ni/Fe formate
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