【摘要】：本文在熱解火焰法合成碳納米管研究經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,對鐵基催化劑做了更加細致深入的研究。首先探討氫氣的變動對鐵基催化劑的催化效果的影響,以此來找到最適合鐵基催化劑催化的氣體環(huán)境。在此之上,改變了鐵基催化劑中Fe比例,研究不同鐵含量下鐵基催化劑對于碳納米管合成的影響。此外,還制備了一種新型的多元金屬催化劑,即在鐵基催化劑當中引入Ni,通過與前者的對比,探討Ni對于催化劑催化效果的影響。最后,對鐵、鉆、鎳基雙金屬催化劑的催化效果進行了簡單對比。實驗結(jié)果和分析表明:(1)在熱解火焰法實驗中,當氫氣流量為0.35L/min的時候,鐵基催化劑的催化效果達到最好,此時碳管的產(chǎn)量和質(zhì)量都能夠達到較好水平,氫氣流量偏小,碳管產(chǎn)量較低,氫氣流量偏大,碳管的質(zhì)量會變差。(2)在采用Fe-Mo/Al2O3催化劑時,物質(zhì)的量比為Fe:Mo:Al=1.5:0.17:16,多壁碳管的質(zhì)量和產(chǎn)量都能保持一個較高的水平,適合大批量生產(chǎn)多壁碳管,Fe含量過高或過低,都不利于碳納米管生成。(3)Fe-Mo/A1203催化劑中增加適量的Ni形成Fe/Ni-Mo/Al2O3多元金屬催化劑,可以改善鐵基催化劑的活性,增強生成碳管的定向性。與原有的Fe-Mo/Al2O3雙金屬催化劑相比,當加入Ni的比例為Fe:Ni:Mo:Al = 1:0.5:0.17:16時,合成產(chǎn)物中碳管的產(chǎn)量較高,質(zhì)量較好,且其具有更好的定向性。(4)在鐵、鈷、鎳基雙金屬催化劑當中,鐵基催化劑更適合在火焰法中催化合成碳納米管。
【圖文】：

圖１－２侯順雄等所采用實驗裝置圖逡逑大學(xué)Ｎａｓｉｒ邋Ｋ．邋Ｍｅｍｏｎ等［３２１利用金屬氧化物尖晶石粉成碳納米管和少層石墨烯。ＭＷＮＴｓ、ＳＷＮＴｓ和ＦＬＧ４、ＣＯ和Ｃ２Ｈ２）火焰在高溫下熱解，在納米顆粒（催化下合成的。實驗表明，在采用ＮｉＡｌ２0４和ＣｏＡ１２多壁碳納米管；采用ＺｎＦｅ２0４催化劑時，，產(chǎn)物是多壁混合物。尖晶石粉體的結(jié)晶度對碳納米管的產(chǎn)量和尺溫度上看，采用ＮｉＡｌ２０４和ＣｏＡｂ0４作為催化劑時，０°Ｃ；采用ＺｎＦｅ２0４為催化劑時，碳納米管的合成溫度究內(nèi)容逡逑對于熱解火焰法來說，催化劑是決定合成碳納米管素。因此本文吸取課題組之前多年研究經(jīng)驗的基礎(chǔ)成碳納米管這一中心，合理設(shè)計實驗，探索能夠合的鐵基催化劑，同時也對催化劑的催化劑環(huán)境，重

有利于此后的研究與分析。下面來全面介紹一下實驗系統(tǒng)和實驗方法。逡逑２．１實驗系統(tǒng)逡逑本實驗采用的Ｖ形熱解火焰法碳管合成系統(tǒng)如圖２－１所示，整個合成系統(tǒng)分逡逑為熱解火焰燃燒器、流量控制系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)、取樣探針以及其他輔助設(shè)備。逡逑ｙ逡逑Ａ逡逑ａ逡逑ｃ邐ｃ逡逑Ａｉｒ—邋邋邐—邋Ａｉｒ逡逑Ｈ＞—Ｈ邐邋邐Ｉｔ－—￡？逡逑Ｈｅ－＆邐１邐＇ＭＰＣ逡逑圖２－１熱解火焰法碳管合成系統(tǒng)示意圖逡逑２．１．１熱解火焰燃燒器逡逑如圖２－１所示，熱解火焰燃燒器是由ａ、ｂ、ｃ腔體以及上部的Ｖ形體構(gòu)成的，逡逑其中ａ、ｂ、ｃ腔體設(shè)計成矩形，ｃ腔上部的彎頭為管狀的燃燒器噴口，材料均選逡逑用耐高溫、抗氧化且價格低廉的３０４不銹鋼，厚度為１ｍｍ。熱解燃燒器的ａ、ｃ逡逑腔均為預(yù)混腔，不同的氣體現(xiàn)在腔體中預(yù)先混合，保證后續(xù)反應(yīng)平穩(wěn)均勻；ｂ腔逡逑８逡逑
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O643.36;TB383.1

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張強;黃佳琦;趙夢強;騫偉中;魏飛;;碳納米管的宏量制備及產(chǎn)業(yè)化[J];中國科學(xué):化學(xué);2013年06期

本文編號：2639142