助剂种类对Co-Cr系多元催化剂制备碳纳米管的影响

为实现基于现有工业燃烧炉直接生长不同形态的碳纳米管,深入研究催化剂在火焰法制备碳纳米管中的作用机理具有重要的意义。以Co为活性组分、Cr为分散剂,采用浸渍法制备催化剂,研究Fe、Ni、Mo、Zn、Zr、V、W等助剂的添加对催化剂及碳纳米管性质的影响。利用扫描电子显微镜-能谱仪表征合成产物的形貌及含碳量,分析不同助剂对催化剂活性及碳纳米管形态的影响;运用X射线衍射仪、N₂吸附脱附及氢气程序升温还原表征不同催化剂的物理及化学性质,分析助剂对催化剂性质的作用机理。结果表明：添加Fe、V或Mo的催化剂都能够形成大量的簇状碳纳米管,Zn和Zr为助剂时催化剂无法生成碳纳米管;Cr与活性金属形成混合氧化物,作为结构促进剂,起到分散活性金属的作用;助剂通过改变混合氧化物与活性金属氧化物的比例,影响催化剂的活性;Fe、V和Mo的添加使得活性金属氧化物增加,提高了催化剂的还原活性,而适量混合氧化物起到的分散作用有利于形成生长碳纳米管的催化剂颗粒,从而促进碳纳米管簇的形成。     

基板焙烧温度与合成时间对V型火焰法于不锈钢基板直接生长碳纳米管的影响

为了实现于锅炉中直接制备附着碳纳米管的各类构件,采用自主研发的V型火焰法,在不锈钢基板上直接快速生长碳纳米管。通过SEM、XRD谱和Raman光谱分析了基板预处理温度和合成时间对碳纳米管生长过程,并对不同条件下产物的形态、结晶度进行了分析;通过EDS分析了附着碳纳米管的基板元素含量变化。结果表明：通过调整基板的焙烧温度,能够控制基板上碳管的密度和质量,焙烧温度为500~600oC时产物的产量和质量最优;本实验条件下,铁是促进碳纳米管生长的活性位点;碳纳米管的生长经过碳的溶解、扩散和析出的过程,本实验条件下,2min后碳管开始生长,7min得到的碳管均匀覆盖于基板表面,管壁笔直,杂质少。可见,V型火焰法能够直接在经过焙烧的不锈钢板上生长碳管,且合成时间短,预处理过程简单,为批量生产附着碳纳米管构件提供了简单有效的途径。     

稀土元素修饰催化剂对碳纳米管生长的影响

在催化裂解乙烯生长碳纳米管时，在将稀土元素加入过渡金属催化剂可使合成碳纳米管的温度降至560℃，在稀土元素影响温区（＜600℃），内，碳纳米管的产率可提高约250％，合成的碳纳米管直径随温度变化的测试表明，在反应温度为560℃时直径最小，约为10nm以下，且非晶碳颗粒最少。     

稀土元素Sm修饰催化剂对碳纳米管生长的影响

稀土催化剂是一种稳定性好、选择性高、很活泼的催化剂，在石油的催化裂解方面得到了广泛的应用．以CVD方法生长碳纳米管经稀土元素Sm修饰过渡金属催化剂，进一步增强了催化剂的活性，有效降低了碳氢气的催化裂解温度，从而使合成温度降低到630℃以下，合成的碳纳米管维度也有所改善，这对于大量工业化生长优质碳纳米管具有一定的应用前景．     

催化剂对乙醇火焰燃烧制备碳纳米管的影响

采用乙醇火焰燃烧,通过在镍基板上涂敷催化剂前驱体制备碳纳米管。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、XRD和拉曼光谱等分析了不同催化剂对碳纳米管形貌及结构的影响。结果表明:在乙醇火焰中,对碳纳米管生成起催化作用的是金属氧化物纳米粒子,其催化活性的顺序为:氧化镍>氧化铬>氧化钼>氧化钴。催化剂不仅影响碳纳米管的生长速率,而且碳纳米管的直径和管壁的石墨结晶状态也随催化剂的不同而不同。     

催化剂的合成方法及配比对CVD法制备碳纳米管的影响

用离子注入法、简单混合法和水热晶化法分别制备了片状负载型系列、粉状混合型系列及粉状负载型系列催化剂.用3种系列催化剂通过CVD法分别制备了碳纳米管粗产物,用TEM和SEM检测手段对粗产物形貌进行了观察.结果表明,片状负载型催化剂:当Fe(Ⅱ)离子注入能量为25 keV、剂量为1×1016cm-2时其催化活性较高,制得的碳纳米管含量较多,管径均匀(约20 nm),但粗产物数量少;粉状混合型催化剂(Co/石墨):当纳米Co粉比例为15%时具有一定的催化活性,CVD法制备碳管有少量管径不一的碳管生成;水热法合成的粉状负载型催化剂(NiO/SiO2)分散性好、催化活性高,当硅-镍比为1:12时制备的碳纳米管含量高,管径细而均匀(10～16 nm),并且粗产物数量较多.     

催化剂厚度对碳纳米管直径的影响

由于碳纳米管具有独特的结构和性能，因而自从被发现以来一直受到人们的关注。近年来，已利用各种方法成功地合成出碳纳米管，特别是利用化学气相沉积方法制备高度准直的碳纳米管。分析了该方法中催化剂厚度对碳纳米管直径的影响，利用负衬底偏压热灯丝CVD系统和不同厚度的NiFe催化剂在Si衬底上直接生长，并用扫描电子显微镜来研究碳纳米管的生长过程。结果表明催化剂颗粒封闭了碳纳米管的顶端，催化剂厚度对碳纳米管的直径有较大的影响，碳纳米管的平均直径随催化剂厚度的增大而增大。     

催化剂、基底对ECR-CVD法制备碳纳米管的影响

采用电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积技术(ECR CVD),CH4和H2为气源,分别以Fe3O4,Co纳米粒子及Fe(NO)3溶胶为催化剂在多孔硅基底上制备了碳纳米管;在Si(111)和石英基底上以Fe3O4纳米粒子为催化剂实现了碳纳米管的生长·使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌、尺寸及结构进行表征·讨论了催化剂和基底对碳纳米管形貌、密度和取向性的影响·结果表明:催化剂影响碳纳米管的成核密度和生长速度,基底通过影响催化剂的特性和分布均匀性,对碳纳米管的形貌和生长模式产生重要影响,以Fe3O4为催化剂在多孔硅上实现了碳纳米管的最优定向生长·     

高分散碳纳米管载银催化剂的制备

提出了一种制备附载型高分散碳纳米管载银(Ag／CNT)催化剂的非常有效的方法——功能离子预吸附法，对这种方法的基本原理进行了介绍并初步摸索了制备Ag／CNT催化剂的优化条件。通过对吸附离子吸附曲线的分析、TEM图比较以及催化活性的测定，可知功能离子的预吸附有利于小粒径粒子的生长和均匀分布；用全超声波搅拌或超声波结合机械搅拌方式和较高反应温度(85C)下制得的催化剂有良好的催化活性。     

氮气对碳纳米管生长的影响

采用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD),以C2H2、H2和N2为反应气体,制备出碳纳米管薄膜.并利用扫描电镜对其进行表征.结果表明,氮气流量对碳纳米管薄膜的生长起着重要作用,当氮气流量为10sccm时,能获得定向性良好、分布均匀、密度适中的碳纳米管.     

二氧化锆助剂对碳纳米管负载钴基催化剂费-托合成催化性能的影响

通过浸渍法制备了碳纳米管负载的钴基催化剂,考察了助剂ZrO2的加入方式对催化剂的费-托合成催化性能的影响.采用透射电子显微镜、氮气物理吸附脱附、X-射线衍射、H2-程序升温还原、X-射线光电子能谱等方法对催化剂进行了表征,并在固定床反应器上对催化剂的费-托合成反应性能进行了测试.结果表明:对于先浸渍钴后浸渍锆或者钴和锆同时浸渍的催化剂,ZrO2的加入提高了钴的分散度;但是先浸渍钴后浸渍锆,ZrO2覆盖了部分钴的表面,使得此种催化剂表现出最低的反应活性.先浸渍锆后浸渍钴的催化剂的钴颗粒虽然较大,但是催化剂中表面钴原子的密度最大,从而表现出最高的反应活性.     

焊接时间对碳纳米管-Ti焊接效果的影响

利用高频超声波的软化效应焊接金属Ti上的碳纳米管,研究焊接时间对碳纳米管焊接效果的影响.结果表明,焊接时间太短,碳纳米管松散分布在Ti金属表面,不能与金属形成紧密接触;焊接时间过长,金属基体被破坏,同样达不到焊接要求.只有选择合适的焊接时间(0.1～10 s),才能使碳纳米管与Ti有效焊接,呈现较小的两端电阻.     

沉淀方式对CO_2加氢合成甲醇催化剂性能的影响

采用不同的沉淀方式制备了CO2加氢合成甲醇CuO-ZnO和CuO-ZnO-Al2O3催化剂,研究了沉淀方式对催化剂活性、甲醇选择性及甲醇产率的影响。     

多壁碳纳米管/聚合物复合乳液的合成

采用原位乳液聚合法合成多壁碳纳米管/聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸)(MWCNTs/P(St-BA-AA))复合乳液,通过正交实验确定原位乳液聚合的最佳条件。经红外光谱、拉曼光谱和热重分析(TGA)测试,结果表明:通过共价键在MWCNTs表面成功引入P(St-BA-AA)共聚物长链。扫描电镜(SEM)观察显示MWCNTs的表面包覆有一层聚合物,并在复合乳液中均匀分散。动态力学分析仪(DMA)和力学性能测试结果表明当MWCNTs的加入质量分数为1.0%时,复合薄膜与纯聚合物薄膜相比,内耗、拉伸强度、断裂伸长率及弹性模量分别提高了51.7%、52.8%、66.7%及82.6%,在高温区tanδ仍大于0.5。     

以Er/Ni为催化剂合成碳纳米管及其生长机制以Er/Ni为催化剂合成碳纳米管及其生长机制

以Er/Ni为催化剂采用直流电弧放电法合成单壁碳纳米管(SWNTs), 并用扫描电子显微镜、 透射电子显微镜、 拉曼光谱及X射线衍射对电弧放电后 的产物进行表征. 结果表明, 以Er/Ni为催化剂与Y/Ni和Ho/Ni为催化剂合成碳纳米管的直径分布相近, 其直径分布为1.35~1.65 nm, 以1.5 nm为直径的碳纳米管占多数. 对阴极沉积物的X射线衍射分析可知, 稀土元素Er在电弧放电过程中形成稀土碳化物是合成SWNTs产率高的重要因素.      

以MnCl_2为催化剂前体用CVD法合成碳纳米管

以MnCl2为催化剂前体,利用化学气相沉积法合成出了碳纳米管,利用电子显微镜和能量色散X射线谱对样品进行了表征,系统研究了碳纳米管生成的条件。     

热处理对铜基碳纳米管复合镀膜结构和性能的影响

研究热处理工艺参数对铜基碳纳米管复合薄膜的微观结构和性能的影响,采用超声辅助脉冲电流复合电沉积法在不锈钢基板上沉积制备铜基碳纳米管复合镀膜,再将制备的复合薄膜在H₂中进行热处理.利用X射线衍射谱仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（SEM）以及四探针电阻率仪等对热处理后的铜基碳纳米管复合镀膜进行了测试.结果表明,随着热处理温度和时间的变化,复合铜膜的结构、形貌及性能也相应变化;当热处理参数为400℃×2 h时,铜基碳纳米管薄膜的各项性能最佳.