热等离子裂解甲烷制备纳米碳纤维

以N2、H2混合气体为工作气,常压条件下裂解甲烷制得纳米碳纤维。考察了原料气流量、工作气气氛和催化剂类型对CNFs生长的影响,并用SEM和TEM表征产物的形貌和结构。结果表明:原料气甲烷流量的增加可引起产物的形貌多样性增加;由于N2比Ar热值高,高温持续时间长,有利于元素态金属原子参与完成碳结构的石墨化进程,所得纳米碳纤维较Ar气氛产物碳层连续、互相平行,纤维管内外表面平直、光滑、无沉积。以Fe2O3为催化剂,纤维管直径分布范围小,杂质或无定形碳很少;以Co2O3为催化剂,产物近似多壁碳纳米管结构,但纯度较低;以Ni2O3为催化剂的管状产物是长度不到1μm的短截管,结晶度较差。