魏飞
,
张强
,
骞伟中
,
徐光辉
,
项荣
,
温倩
,
王垚
,
罗国华
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2007.03.013
在介绍CNT阵列性能的基础上,对国内外直接合成CNT阵列的方法进行了评述,重点阐述了各种方法的基本特点及CNT阵列的生长机理、结构控制和批量制备问题.进而探讨了CNT原生阵列、抽丝形成的CNT丝、以及CNT阵列分散后得到的CNTs在复合材料、力学增强、功能器件等方面的初步应用,展望了CNT阵列的发展趋势,指出低成本、大批量可控制备CNT阵列仍然是未来一段时间内国际研究热点.
关键词:
碳纳米管阵列
,
制备
,
应用
杨州
,
张强
,
罗国华
,
项荣
,
骞伟中
,
王垚
,
魏飞
新型炭材料
采用非芳香烃类环己烷作为碳源,通过浮游法实现了超长垂直碳纳米管(Carbon nanotube, CNT) 阵列的生长.研究表明:浮游催化过程中反应温度、催化剂前体补给速度、进料速度、生长气氛等因素对CNT阵列的生长影响显著.在直径为25 mm的石英反应器中,反应温度、催化剂前体二茂铁的补给速度、碳源环己烷的补给速度、反应气氛分别控制在820℃、0.24mg/min、0.12mL/min、640mL/min(H2/Ar=1∶15)的生长窗口内,实现了CNT阵列的快速协同生长.在单因素考察的基础上,通过对宏观参数的调变,可以制备出长度达5.0mm的CNT阵列.所获得的CNT取向一致,长径比大于105,纯度达到96.7%.
关键词:
碳纳米管阵列
,
环己烷
,
浮游催化
,
二茂铁
张强
,
刘毅
,
胡玲
,
骞伟中
,
罗国华
,
魏飞
新型炭材料
采用摩尔分数1%Ni及负载少量Mo的Ni/MO/MgO催化剂裂解甲烷合成薄壁碳纳米管.通过SEM、TEM、XRD和Raman光谱表征方法研究了碳纳米管直径和催化剂中Ni/Mo比例关系.实验发现:通过控制Ni/Mo比例可以调变催化剂颗粒大小以及活性相.TEM及XRD表征发现,随着Ni/Mo比例的降低,金属Mo相逐渐从NiMo合金相中析出.NiMo合金相对应的活性组分颗粒很小,容易催化裂解甲烷形成薄壁碳纳米管;而后析出的Mo相则主要形成了大管径厚壁的碳纳米管.当Ni/Mo比例为6时可以高选择性地获得窄分布,内径为1.3nm,外径为3.0nm的溥壁碳纳米管.Raman光谱进一步验证了碳纳米管含有较少的缺陷.薄壁碳纳米管形成的关键因素主要体现为碳在其表而的快速扩散以及小颗粒的碳纳米管催化剂活性相控制.
关键词:
碳纳米管
,
化学气相沉积
,
Ni/Mo/MgO
张强
,
赵梦强
,
黄佳琦
,
骞伟中
,
魏飞
催化学报
通过浸渍及水热处理获得MgO负载的Fe基催化剂,并将其用于化学气相沉积过程裂解甲烷获得碳纳米管. 结果表明,单/双/多壁碳纳米管可选择性地生长在Fe负载量不同的Fe/MgO催化剂上. 当Fe负载量仅为0.5%时,铁原子在载体表面烧结为0.8～1.2 nm的铁颗粒,碳在这种小颗粒上以表面扩散为主,导致单壁碳纳米管形成,并且单壁碳纳米管的选择性高达90%. 当Fe负载量提高到3%时,铁原子聚集成约2.0 nm的颗粒,在化学气相沉积中生长碳纳米管时,碳在Fe催化剂颗粒中的体相扩散的贡献增大,在表相扩散和体相扩散的共同作用下,双壁碳纳米管的选择性显著增高. 当进一步增加Fe负载量时,铁原子烧结形成1～8 nm的颗粒,经过化学气相沉积,在催化剂上生长了单、双、多壁碳纳米管. 随着Fe在MgO载体上负载量的增加,管径、管壁数以及半导体管的含量都增加. 本研究提供了一种适合大批量选择性生长单/双/多壁碳纳米管的方法.
关键词:
碳纳米管
,
化学气相沉积
,
铁
,
氧化镁
,
负载型催化剂
,
微结构
,
拉曼光谱
戴晓业
,
安青松
,
骞伟中
,
史琳
工程热物理学报
对于中高温热源,有机朗肯循环是一种高效灵活的能量回收利用方式.但在中高温热源的温度范围内,有机物可能会发生热分解,因此有机工质的热稳定性成为制约工质筛选的首要因素.HFC245fa因为其良好的热力性能和环保性,被认为是有良好应用前景的有机朗肯循环工质.本文主要对HFC245fa的热稳定性和材料相容性进行实验研究.结果表明,HFC245fa的热分解温度在300～320℃之间,且铜和铝对HFC245fa的热分解都有明显的催化作用,同时HFC245fa也会改变部分材料的物理性质,同时在材料表面产生积碳.
关键词:
有机朗肯循环
,
HFC245fa
,
热稳定性
,
材料相容性
张群峰
,
余皓
,
罗国华
,
骞伟中
,
魏飞
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2006.04.011
基于负载法Fe-MgO体系催化剂研究了化学气相沉积(CVD)法在流化床反应器中反应温度和时间对单壁碳纳米管(SWCNTs)生长的影响.通过气相色谱对尾气进行实时在线分析,获得了CH4在反应过程中的转化率随时间的变化规律.并对不同反应温度和反应时间所获产品进行了TEM、Raman和TGA等表征.结果表明,900℃是最佳的反应温度,反应温度过低会降低催化剂活性,反应温度过高则容易使催化剂过快失活.在合适的反应温度下,反应前10min催化剂的平均活性较高,能够得到较高质量的SWCNTs,10min后催化剂基本失活.
关键词:
单壁碳纳米管
,
流化床
,
CVD法
,
反应时间
,
反应温度
温倩
,
骞伟中
,
魏飞
催化学报
研究了在以甲烷化学气相沉积法制备单壁碳纳米管的过程中高温煅烧预处理(900 ℃煅烧10 h)对Mo改性Fe/MgO催化剂的作用. 发现这种预处理有利于Fe在催化剂中的稳定和分散,从而制备出管径均一的单壁碳纳米管. 采用能谱元素分析、高分辨透射电镜、X射线衍射、比表面积测量、拉曼光谱和热重分析对样品进行了表征. 结果表明,在碳纳米管生长的过程中,铁元素在催化剂表面富集,单壁碳纳米管生长于富集铁的纳米颗粒上,并存在碳管直径与铁颗粒尺寸的依赖关系. Mo存在时可煅烧形成FeMoO4复合氧化物,后者比MgFe2O4相更加稳定. Mo/Fe比例对提高单壁碳纳米管的生长密度、纯度与管径均一性等均有明显影响. 上述研究对进一步精确控制制备单壁碳纳米管有重要意义.
关键词:
单壁碳纳米管
,
化学气相沉积
,
铁-钼/氧化镁催化剂
,
煅烧
,
管径分布
