碳纳米管常用的制备方法.

3 石墨电弧法
3.2优化
在反应室中充入惰性气体或氢气, 采用不同 的工艺条件 ,可制得单壁碳纳 米管或多壁碳纳米管 .WANG等认为 , 与 Ar, He等惰性气体对碳纳米管的 形成主要起冷却作用相比, H2 具有更高 的导热率且可形成 C— H键 ,从而 刻蚀非晶碳, 因此用 H2 作缓冲气体合成的碳纳米管更加纯净.
1 催化热解法
1.3优点
载体的类型 、催化剂的种类和制备方法、反应气体种类,以及流量和反应 温度等对碳纳米管生长有较大影响.此方法的反应过程易于控制, 反应温 度相对较低 , 产品纯度较高 , 成本低 ,产量高 ,适用性强 ,现被广泛用于碳 纳米管的制备.
2 激光蒸发法
2.1过程
利用高能量密度激光在特定的气氛下照射含催化剂的石墨靶 ,激发出来 的碳原子和催化剂颗粒被气流从高温区带向低温区 , 在载体气体中气态 碳在催化剂的作用下相互碰撞生成碳纳米管. 在 1 437 K下, THESS等采用 双脉冲激光照射 含 Ni/Co催化剂颗粒的石墨靶, 获得较大数量和 高质量 的单壁碳纳米管.
1 催化热解法
1.1基体法
利用石墨或陶瓷等作载体,将催化剂 附着于其上 ,高温下通入含碳气 体使之分解并在催化剂颗粒上长出碳纳米管
1 催化热解法
1.2浮游法
就是直接加热催化剂前驱体使其成气态, 同时与气态烃一起被引入反应 室,在不同温区各自分解 ,分解的催化 剂原子逐渐聚集成纳米级颗粒 ,浮游 在反应空间, 分解的碳原子在催化剂颗粒上析出 ,形成碳纳米管 .此方法可 连续生产。
2 激光蒸发法
2.2试验
陈文哲等用脉冲激光 轰击流动的乙醇和镍 -石墨靶的固-液界面 , 也制得 了碳纳米管.碳纳米管的生长主要受到激光强 度 、生长腔的压强 ,以及气 体流速等因素的影响. 此法得到的大多是单壁碳纳米管,质量高 ,但产量较 低.
3 石墨电弧法
3.1过程
IIJIMA通过电弧放电法首次得到了碳纳米管 .阳极石墨电极在电弧产生的 高温下蒸发,在阴 极沉积出含有碳纳米管的产物.用纯石墨电极 制备的碳 纳米管存在石墨碳纳米颗粒 、无定形碳 等杂质 ,产量不高且分离困难.在 石墨电极中加入 Fe, Co, Ni等催化剂可以降低反应温度, 择优生成 碳纳米 管.
常用碳的纳t制t米备管方法
主讲人：关丽涛
目
1
2
3
催 化 热 解 法
激 t石ttl
光
墨
蒸
电
发
弧
法
法录ຫໍສະໝຸດ 1 催化热解法催化热解法 (CVD)又叫化学气相沉积法,含有 碳的气体流经催化剂纳米颗粒表面时分解产 生 碳原子 ,在催化剂表面生成碳纳米管 .催化 热解法 又以催化剂存在方式的不同被分为 基体法和浮游法等。
3 石墨电弧法
3.3改进
成会明等开发了半连续氢等离子电弧法, 阳极 由石墨粉和催化剂组成,阴 极是一根石墨棒.用金属络合物催化,含硫化合物抑制杂质生成 ,促进碳纳 米管生长 ,在 H2 气氛中电弧放电 ,单壁碳纳米管 0.5 h的产量达 1 g. ISHIGAMI等]在液氮环境下得到的多壁碳纳米管 , 产量可达 44 mg/min• cm 2 。