爆轟法制備納米材料是爆炸力學、流體力學、材料學、爆轟物理和化學等諸多學科交叉融合的產物,是爆炸領域中最具活力的主題之一,也是當今國際上比較前沿的課題之一。爆轟過程產生的瞬時高溫、高壓可以為納米材料的形成提供有利的生長環(huán)境,利用爆轟反應制備納米材料的方法具備簡單、高效、環(huán)保和成本低等一系列優(yōu)點。氣液爆轟法屬于爆轟法中的一種創(chuàng)新技術,利用高能點火器引爆氣液混合前驅體來制備納米材料。相比于炸藥爆轟,制備的產物純度更高、分散性更好。本文首次以氣液爆轟法成功制備多種低維碳納米結構材料,包括碳納米洋蔥（CNOs）,碳納米管（CNTs）和碳包覆二氧化鈦（Ti O2@C）等,同時結合透射電子顯微鏡及能譜儀（TEM-EDX）、X射線衍射儀（XRD）、X射線光電子能譜儀（XPS）、拉曼光譜儀（Raman）、熱重分析儀（TG）等現(xiàn)代分析手段對所合成的碳納米結構材料的形貌結構、物相成分、元素構成、熱穩(wěn)定性等等進行了分析,并探討了氣液爆轟技術與碳基納米材料生長之間的內在規(guī)律,主要研究內容如下:1.利用自主研發(fā)設計的可燃氣驅動多相前驅體爆轟裝置與爆轟參數(shù)測試儀器,對爆轟過程中的爆壓和爆速進行了實時測量。根據(jù)實驗測... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

碳的納米結構的分類Figure1-1ClassificationofCarbonNanostructures

1 緒論片，密集地填充在蜂窩晶格中，是碳家族的新成員，因其增強的電子傳輸特性導電性、光學特性以及它是人類已知最薄的材料而聞名。2004 年，Geim Novoselov 首次發(fā)現(xiàn)了石墨烯，他們通過使用粘合帶將石墨晶體反復撕裂成越越薄的碎片，直到到達單個原子平面，從而獲得了石墨烯片[12]。石墨烯也是目發(fā)現(xiàn)的唯一的二維自由態(tài)原子晶體，被稱為“奇跡材料”，這一發(fā)現(xiàn)也讓他們獲了 2010 年諾貝爾物理學獎的認可。

電弧放電法是早期制備碳納米結構材料的主要方法之一，經過多年的發(fā)展，這一技術過程已經有了顯著的改進。該方法的主要步驟是向真空管中輸入惰性氣體，在真空管中放置一個長碳陽極和一個包含一小塊鐵的短陰極，如圖1-3所示。然后，在電極之間施加電壓以實現(xiàn)電弧放電蒸發(fā)陽極石墨電極，在放電過程中陽極不斷消耗，而產物連續(xù)沉積在陰極。Borgohain 和他的同事通過設計內部自動水下電弧放電裝置來控制電弧等離子體制備了尺寸均勻的碳納米洋蔥，在 825W的電弧功率下產生的碳納米洋蔥雜質少、分散性窄、質量最好[28]。姚等報道了一種采用新型雙金屬催化劑 Ho/Ni 制備單壁碳納米管，通過改進的電弧放電裝置，獲得了由大致對齊的單壁碳納米管束組成的長帶，絲帶長度可達 20 厘米[29]。電弧放電法簡單快速，但也存在一些缺點，例如放電非常強烈、難以控制產物純度、工藝參數(shù)不易控制、能耗大、成本高等等。（2）化學沉積法圖 1-4 化學沉積法裝置示意圖Figure 1-4 Schematic diagram of a device for chemical deposition method化學沉積法簡稱CVD法，是現(xiàn)代工業(yè)中制備納米材料的主要技術手段之一。該方法通常是以含碳的有機氣體或液體（如 CH4、C2H2、C6H6等）作為碳源材料

【參考文獻】：
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本文編號：3100156