张艾飞
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刘吉平
,
吕广庶
,
周亮
功能材料
根据微孔填充和吸附理论,发现一种微观结构优化工艺,即通过"HNO3/HCl-HNO3/HF-空气氧化"三步法处理碳纳米管,可以使管两端绝大部分封闭的端口打开,管平均内径由5nm扩大到20nm,管壁大大变薄,团聚的碳纳米管束成为独立存在的碳纳米管,比表面积提高约2.5倍,由180.5m2/g提高到649.5m2/g,质量储氢分数提高约7倍,由0.91%(质量分数)提高到7.60%(质量分数),已超过美国能源车用储氢系统的标准.本研究表明碳纳米管的微观结构组织对其储氢性能有至关重要的影响.
关键词:
碳纳米管
,
储氢
,
改性
,
微观结构
唐文华
,
张艾飞
,
邹洪涛
,
刘华
,
刘吉平
,
吕广庶
功能材料
单壁碳纳米管的管径对其性能、特别是储氢性能有极其重要的影响,但至今未见制备过程中系统控制单壁碳纳米管管径的报道.本文分别以氦气、氮气和氩气为载气,采用催化裂解法制备了不同直径范围的单壁碳纳米管.HRTEM和Raman光谱分析表明,以氦气、氩气为载气制得的碳管直径分布范围相对较窄,平均直径分别约为1.6和5.0nm.以氮气为载气时碳管直径分布相对较宽,约为2.0～4.5nm.氮气与碳反应生成氮化碳可能是导致单壁碳纳米管直径分布相对较宽的主要原因.分别以氦气、氮气和氩气为载气制得的单壁碳纳米管,在273K,15MPa时质量储氢分数依次为4.21%、6.30%和8.05%.
关键词:
单壁碳纳米管
,
载气
,
催化裂解法
,
制备
,
储氢
