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摘要
以乙醇为碳源,二茂铁为催化剂,氮气为电弧工作气体,利用等离子体射流在常压下制备高纯度竹节状多壁碳纳米管。用TEM和HRTEM等技术对所得产品进行表征。发现在电弧电压140V~150V,电流220A~240A,将二茂铁和乙醇混合溶液(质量比为1∶100)以50mL/min速度连续加入反应器,反应120s后,即可批量制备纯度在90%以上的竹节状碳纳米管;这些竹节状碳纳米管的管径尺寸均匀,为20nm左右,长度为数微米,其管壁呈典型的鱼骨状。产品中含有部分分叉结构,呈Y形竹节状碳纳米管。认为竹节状碳纳米管的形成涉及以下几个步骤乙醇在等离子体射流中裂解产生大量碳活性物种,同时溶解在乙醇中的二茂铁生成催化剂颗粒;碳活性物种在催化剂颗粒上溶解、扩散并从催化剂颗粒上析出堆积成为碳纳米管管壁碳层,由于催化剂颗粒运动与碳层生长速度的差异,最终形成竹节状结构的碳纳米管。
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单位大连理工大学; 精细化工国家重点实验室
