【摘要】：本論文從CVD法制備碳納米管入手,開發(fā)出了一種能高產(chǎn)率制備高質(zhì)量多壁碳納米管的高效催化劑,同時采用反相微乳液法合成了形狀較為規(guī)則的碳納米管球,此外,針對碳納米管在復(fù)合材料基體中難分散這一難題,還開展內(nèi)嵌碳納米管的復(fù)合顆粒研究。研究具有重要的理論意義和應(yīng)用前景。本文首先采用化學(xué)共沉淀法制備了以納米二氧化硅顆粒為載體的Co催化劑。并用這種催化劑在740℃下催化分解乙炔/氮氣混合氣體合成了多壁碳納米管。同時對影響碳納米管產(chǎn)量的主要影響因素(溫度,時間和p H值等)進行了詳細研究。并且對所制得的碳納米管用硝酸和氫氟酸進行了純化處理。對制備出來的碳納米管樣品用透射電鏡進行了形貌表征。經(jīng)純化后的樣品同樣用透射電鏡(TEM)和X射線衍射進行了表征。試驗結(jié)果表明,采用此法可以生產(chǎn)高質(zhì)量和較高產(chǎn)量的多壁碳納米管。其次,通過對碳納米管的混酸處理和氨水處理,在不使用乳化劑的情況下,采用反相微乳液法合成了形狀較為規(guī)則的碳納米管球,比較了四種不同油相以及酸處理時間、水相中碳納米管含量和攪拌蒸發(fā)溫度對微球形成和形態(tài)的影響,并對碳納米管微球的形成機理進行了分析.結(jié)果表明,采用蓖麻油作為油相,使用酸化處理1.5h后的碳納米管含量在85 wt.%下能制備出直徑為2—20μm的碳納米管微球.此外,隨著氨水的含量從0.27wt%增加到0.55wt%,制備出的微球越大,表面越緊密.最后,運用明膠對純化碳納米管進行預(yù)包覆,在其表面引入豐富的活性基團。在此基礎(chǔ)上,采用溶液法原位制備了氧化亞銅/碳納米管(Cu2O/CNTs)超細復(fù)合球,對產(chǎn)品用掃描電鏡(SEM)進行了形貌分析,用X射線粉末衍射(XRD)對樣品進行了表征。測試結(jié)果表明碳納米管均勻嵌鑲在幾百納米至一微米的氧化亞銅球中。并就該法合成Cu2O/CNTs復(fù)合材料的反應(yīng)機理作了一定探討,初步認為:明膠在碳納米管和銅離子之間起到橋梁作用,促使銅離子在其表面吸附沉積。并討論了Na OH滴定速度和明膠/CNTs質(zhì)量等不同反應(yīng)條件對CU2O/CNTs復(fù)合球大小及均勻性的影響。最后將其還原為Cu/CNTs復(fù)合粉末并進行XRD測試。
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【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O613.71;TB383.1

【參考文獻】

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本文編號：2470303