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.      

单壁纳米碳管及管束的制备与表征

用阳极弧等离子体蒸发内含催化剂(Fe、Co、Ni)的石墨棒,合成单壁碳纳米管及管束,对产物进行热重分析、X射线衍射分析和Raman光谱分析等多方面表征.结果表明产物是结构缺陷少、纯度高、碳管直径均匀、准直、质量好的单壁纳米碳管及管束.给出阳极弧等离子体法制备高质量单壁碳纳米管的最佳条件为氦气压60 kPa,弧电流70 A,催化剂质量比w(Fe)∶w(Co)∶w(Ni)=1∶1∶1及良好的冷却条件.并计算出单壁纳米碳管的密度及杨氏模量随半径的变化关系.     

SC-CO2氛围中制备双金属负载型催化剂的催化性能

在SC-CO2氛围中利用其在碳纳米管中较高的扩散性能,以Ni/CNTs为催化剂主体并分别添加了锌、钼、钴、铜、镧等金属元素,制备双金属催化剂.SC-CO2可将金属粒子带入碳纳米管内腔以提高金属在载体表面的分散度,从而提高催化剂的催化性能.考察了不同添加剂对反应的影响.试验证明,含有添加剂的反应体系具有更高的催化活性和选择性.     

单壁碳纳米管的提纯及拉曼光谱分析

详细地介绍了一种提纯单壁碳纳米管的方法,并利用拉曼光谱对纯化前后的单壁碳纳米管进行了分析,结果表明用这种方法能得到纯度较高的单壁碳纳米管.     

碳纳米管负载Ni催化剂制备碳纳米管的研究

将硝酸回流预处理过的碳纳米管载体直接浸入镀Ni溶液中,通过化学镀在其表面上沉积出Ni纳米颗粒,并将所制备的Ni/CNTs催化剂用于制备新的高纯度碳纳米管.实验结果表明,碳纳米管载体的酸预处理时间对Ni/CNTs催化剂在碳纳米管制备过程中的催化性能有很大的影响,从而影响所制备的碳纳米管的形态.当碳纳米管载体在稀硝酸中回流预处理0.5 h后,所对应的Ni/CNTs催化剂催化制备的碳纳米管存在严重的缺陷,其主要结构为竹节状和鱼骨型,同时部分碳纳米管在生长过程中分叉,成Y形结构;当碳纳米管载体经稀硝酸回流预处理6 h后,其对应的Ni/CNTs催化剂催化生长的碳纳米管粉体中,碳纳米管的形态均匀,中空,无任何隔膜,因此碳纳米管载体较长时间的酸回流预处理对催化剂的性能有明显的改善.而且相比纯的纳米Ni,Co以及Ni/SiQ2催化剂,Ni/CNTs催化剂在碳纳米管的制备过程中,具有更高的催化活性.     

碳纳米管的制备参数研究

研究了用阳极弧等离子体法高效制备单壁碳纳米管(CNTs).实验表明:催化剂种类和比例、缓冲气体种类和气压、弧电流强度等制备参数,对单壁碳纳米管的合成有较大影响.研究了这些参数对制备单壁碳纳米管的影响,并给出制备高质量单壁碳纳米管的最佳条件为氦气压6.0×104Pa,弧电流70A,催化剂比例Fe∶Co∶Ni=1∶1∶1,而且要有很好的冷却条件.     

碳纳米管高温热形变的研究

使用分子动力学方法对单壁碳纳米管高温下的结构进行了计算机模拟 .对直径为 1.35nm、长度为 2 .34nm、拓扑结构为扶手椅形式 (10× 10 )的单壁碳纳米管进行了分子动力学模拟 ,模拟结果表明 ,碳纳米管开头端由于能量弛豫过程 ,直径比内部略大 ,在温度逐渐升高之后 ,构成纳米管的碳原子逐渐偏离晶格位置 ,碳纳米管至少在 30 0 0K之下结构是稳定的 .     

稀土共掺杂纳米TiO2/MWCNT复合光催化剂的研究

以Gd3 和Eu3 为掺杂剂,分别采用溶胶 - 凝胶法和水热法制备了稀土共掺杂纳米TiO2/MWCNT(multi-walled carbon nanotube)复合光催化剂,用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、光致荧光光谱仪(PL)对光催化剂进行表征,以甲基橙为目标降解物对催化剂进行活性评价.结果表明:水热法制得的复合光催化剂样品中,二氧化钛颗粒基本均匀分布在碳纳米管上,同时,其光催化活性也比溶胶 - 凝胶法制得的样品高;Gd3 和Eu2 共掺杂能有效提高其光催化活性,当Gd3 和Eu2 掺杂量为分别为0.1%和1.0%时,TiO2/MWCNT复合光催化剂具有较高的光催化活性.     

碳纳米管内外管壁担载NiO催化剂的氧化还原及催化性能研究

采用不同处理方法对碳纳米管进行预处理,后通过超声浸渍法制备得到新型的催化剂:以碳纳米管为载体,将不同含量的活性金属Ni担载于碳纳米管内外管壁而制得催化剂.后采用氢气程序升温还原(H2-TPR)和透射电镜(TEM)等表征技术对制得催化剂的表面形貌、还原性能等进行考察,并将催化剂样品用于CO2甲烷化反应中考察催化剂的催化性能.实验结果显示,催化剂金属Ni内担载在管内后,Ni的还原度和分散度有了提高,明显地提高了催化剂还原性能和催化性能.     

碳纳米管的提纯及表征

为了获得高纯碳纳米管,对用电弧催化法合成的碳纳米管粗产物进行了纯化处理.根据阳极电弧催化法制备碳纳米管的3种产物(网状物、膜状物和棒状物)的杂质性质和特点,用微孔膜、甲苯萃取,浓盐酸酸洗、混酸氧化和空气氧化法分别对3种产物采用选择性清除法去除杂质,得到了质量分数在90%以上的单壁碳纳米管.并利用透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TGA)和拉曼(Raman)光谱等手段对提纯的碳纳米管进行观察、分析和表征.结果显示,该提纯方法比其它方法回收率高,纯度高,氧化条件柔和,实验过程易于控制.