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一维碳纳米材料的化学气相沉积法合成及表征

作　者: 徐向菊
导　师: 贾志杰
学　校: 华中师范大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 一维纳米材料纳米碳管化学气相沉积法表征
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 178次
引　用: 1次
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内容摘要

自从1991年纳米碳管被发现以来,这种由纯碳原子形成的新型一维纳米材料由于具有许多优异的性质和潜在的广阔的应用前景,其已成为物理、化学、材料等诸多学科领域的研究前沿。其制备、性质和应用吸引了各国科学家的关注,已成为研究的热点。开拓并完善纳米碳管的制备体系及应用己成为当前的一个重要的研究课题。本文利用化学气相沉积法合成得到了单壁纳米碳管、纳米石墨棒;用二氧化碳作为碳源制备得到了分叉的多壁纳米碳管。采用透射电子显微镜、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射以及拉曼光谱等分析测试手段对所制得的纳米碳管、纳米石墨棒进行了观察与表征,并对单壁纳米碳管、纳米石墨棒、多壁纳米碳管等相关内容作了以下初步的探讨: （1）较系统地研究了反应温度、催化剂成分对单壁纳米碳管的生长的影响,着重研究了催化剂的成分在合成中的作用,探讨了钼在单壁纳米碳管生长中的作用,对单壁纳米碳管的生长机制进行了研究。（2）以CO₂为碳源,通过化学气相沉积法在Fe/CaO催化剂上成功制备出多壁纳米碳管。对CO₂在反应中与催化剂的作用进行了分析,认为CO₂的催化活化是反应的关键。由于反应中存在弱氧化作用的CO₂和水,抑制了无定形碳的生成,产物易于纯化。对反应的温度,催化剂载体等影响因素也进行了研究。（3）采用甲烷为原料,在865℃温度条件下,通过化学气相沉积法,在催化剂上生长出纳米石墨棒。对产物进行了分析测试,结果认为产物具有石墨结构,并具有较高纯度。对产物的生长过程进行了探讨。通过制备纳米石墨棒,对一维碳纳米材料的结构以及其在化学气相沉积过程中的形成机理进行了研究。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-22
  1.1 引言  8
  1.2 纳米材料的基本内涵和发展历史  8-9
  1.3 纳米材料的物理效应  9-11
  1.4 纳米材料的表征  11-14
  1.5 一维碳纳米材料的重要性以及制备方法  14-16
  1.6 选题依据及可行性  16-22
第二章单壁纳米碳管的制备、表征及生长机理  22-28
  2.1 引言  22
  2.2 实验部分  22-23
  2.3 结果与讨论  23-27
  2.4 小结  27-28
第三章二氧化碳作为碳源制备纳米碳管的研究  28-34
  3.1 引言  28
  3.2 实验部分  28-29
  3.3 结果与讨论  29-33
  3.4 小结  33-34
第四章纳米石墨棒的制备及表征  34-38
  4.1 引言  34
  4.2 实验部分  34-35
  4.3 表征与讨论  35-37
  4.4 小结  37-38
第五章总结  38-39
参考文献  39-44
附录  44-46
致谢  46

一维碳纳米材料的化学气相沉积法合成及表征

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