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炭纸上原位生长CNF/CP复合体的氧气电催化反应性能

郑俊生 , 王喜照 , 符蓉 , 李平 , 杨代军 , 吕洪 , 马建新

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(11)60081-4

利用催化气相化学沉积(Catalytic chemical vapor deposition,CCVD)法在炭纸上原位生长得到CNF/CP复合体,并对这种复合体的物理化学性能和氧气电催化还原反应(Oxygen reduction reaction,ORR)性能进行了研究.结果表明:纳米炭纤维较为均匀地分散在炭纸上,其中纳米炭纤维具有窄的直径分布.所制CNF/CP复合体具有较大的比表面积和独特的中孔结构;相对于炭纸,CNF/CP复合体的端面碳原子和基面碳原子比例较高.另外,CNF/CP还具有较高的ORR反应活性,其ORR为2电子反应过程,原因可以归结于纳米炭纤维独特的微结构.同时,CNF/CP也具有较高的交换电流密度和较正的平衡电压.

关键词: 纳米炭纤维 , CNF/CP复合体 , 催化化学气相沉积 , 电催化性能 , 氧气还原反应

催化剂对纳米聚团床法制备的纳米碳材料形貌的影响

李志飞 , 罗国华 , 魏飞 , 向兰 , 邓祥义

催化学报

在纳米聚团床中用催化化学气相沉积法批量制备了碳纳米管,研究了过渡金属催化剂对碳纳米管形貌和产量的影响. 实验结果表明,含铁催化剂的活性较低,产率较低,但产品质量较好;含镍催化剂的活性较高,产率较高,但产品质量较差;在钴催化剂作用下发现了一种新型的针状纳米碳材料. 用含载体较少的铁催化剂可以得到纯度较高且微观结构较好的碳纳米管,但产率较低;不含任何载体的纯镍催化剂则不能得到碳纳米管. 适宜的催化剂组成、催化剂活性点的均匀分布和裂解速度的控制等构成了纳米聚团床大批量制备碳纳米管技术的关键.

关键词: 碳纳米管 , 纳米聚团床 , 过渡金属催化剂 , 形貌 , 催化化学气相沉积

非定向多壁碳纳米管制备过程中引入水对其生长的影响

江奇 , 邹永良 , 何正文 , 肖东琴 , 罗日方 , 赵勇

功能材料

用催化化学气相沉积法制备非定向多壁碳纳米管时,利用气体携带水进入反应区域,考察了水对碳纳米管生长的影响,并用透射电子显微镜对其形貌进行表征.结果显示,带入适量的水后,碳纳米管的产率可以得到较大提高,同时对碳纳米管形貌基本不产生影响.但水量太多或太少都会影响所得碳纳米管的产率,尤其当水过多时,还会对碳纳米管的产率产生较大影响.

关键词: 碳纳米管 , 催化化学气相沉积 , , 催化剂

催化化学气相沉积法(CCVD)制备多孔LiFePO4/C复合材料的研究

王建梅 , 蔡飞鹏 , 杨改 , 王波 , 胡素琴

稀有金属

以C2H2为碳源,Fe为催化剂,纳米FePO4为原料,采用催化化学气相沉积法(CCVD)合成多孔LiFePO4/C正极材料.经BET、SEM、CHON有机元素分析仪、XRD等手段对复合材料进行结构分析表征.结果表明,该复合材料具有连续贯通的三维导电网络结构,大的比表面积以及多重孔隙的类球形结构,含碳量为4.42%(质量分数),低于传统碳热还原法所制备的材料.电化学测试表明,该材料在0.1、1、5、10C倍率下,放电比容量分别为147,141,126,110 mAh·g-1,高倍率充放电性能大大提高,另外,该材料1C循环80次后,放电比容量基本没有降低,显示了良好的循环稳定性能.

关键词: 催化化学气相沉积 , LiFePO4 , 掺碳 , 流化床

碳化硅纳米纤维改性C/C复合材料的力学性能

徐先锋 , 肖鹏 , 熊翔 , 胡艳艳

功能材料

以电镀Ni颗粒为催化剂,采用催化化学气相沉积(CCVD)法,在单向炭纤维(CF)表面原位生长碳化硅纳米纤维(SiCNF),制备出SiCNF/CF共增强毡体。以此共增强毡体为前驱体,化学气相沉积碳后得到密度为1.7g/cm3的SiCNF改性C/C复合材料。复合材料力学性能测试表明,SiCNF改性可使C/C复合材料的抗弯强度、抗压强度和显微硬度明显提高。扫描电子显微镜和偏光显微镜观察表明,SiCNF改性处理改变了C/C复合材料中基体炭的结构,使其成为类似粗糙层(RL)或高织构的结构。

关键词: 碳化硅纳米纤维 , 催化化学气相沉积 , 炭纤维 , C/C复合材料

CO-Mo/MgO催化剂上甲烷化学气相沉积制备高纯度多壁碳纳米管

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(08)60041-4

以甲烷为碳源,co-Mo/MgO为催化剂,通过气相化学沉积制备了直径均匀的多壁碳纳米管(MWC-NTs).采用溶胶-凝胶法所制双金属催化剂的组成为Co∶Mo∶MgO=5∶20∶75(质量比).热重分析表明多壁碳纳米管产率高达313.67%.催化剂对于多壁碳纳米管生长的选择性是91.17%(其余为无定形碳).透射电子显微镜分析显示:催化剂七生长的MWCNTs平均直径为6.2±0.5nm(平均±标准偏差).通过稀酸的简单纯化处理,纯化样品的催化剂残存率降至0.72%.

关键词: 催化 , 多壁碳纳米管 , 易脱除的催化剂 , 催化化学气相沉积

用Cat-CVD方法制备多晶硅薄膜及结构分析

张玉 , 高博 , 李世伟 , 付国柱 , 高文涛 , 荆海

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2006.06.015

以金属钨为催化热丝,采用热丝催化化学气相沉积,在300℃的玻璃衬底上沉积多晶硅薄膜.研究了H2稀释率、钨丝与衬底间的距离和反应室气体压力等沉积参数对制备多晶硅薄膜的影响,并通过XRD谱分析,确定了本实验系统的最佳多晶硅成膜条件:FR(SiH4)=5 mL/min,FR(H2)=70 mL/min,P=50 Pa,L衬底与钨丝=7.5 cm,T=30 min,t衬底=300℃,特征峰在(111)面上.在接触式膜厚仪测量的基础上,计算出薄膜生长速率为0.6 nm/s.对最佳成膜条件下制备的多晶硅薄膜进行刻蚀,形成不同的厚度,以便进行逐层分析.采用XRD和SEM方法对不同厚度的薄膜测试发现,随着薄膜厚度的减小,(111)面的XRD特征峰强度逐渐下降,(111)面上的晶粒尺寸基本没有变化,都是50 nm左右.根据测试结果分析了薄膜的生长机制,提出了薄膜生长是分步成核,成核后沿(111)面纵向生长的观点.认为反应基元首先随机吸附在衬底上,在H原子的作用下在一些位置上成核,而在其他位置形成非晶相.已形成的晶核逐渐长大并沿(111)面纵向生长;已形成的非晶相也在生长,但上面不断有晶核形成.当薄膜达到一定厚度,非晶相表面完全被晶核占据,整个薄膜表面成为多晶相,此后整个薄膜处于沿(111)面的纵向生长阶段,直至反应结束,完整的晶粒结构呈柱状.

关键词: 多晶硅薄膜 , 催化化学气相沉积 , 沉积参数 , 逐层分析 , 分步成核

用催化化学气相沉积工艺在C/C—SiC复合材料表面原位制备SiC晶须

王富强 , 闫联生 , 郝志彪 , 崔红

机械工程材料

以甲基三氯硅烷为原料,FeCl3或Ni(NO3)2为催化剂,采用催化化学气相沉积工艺,在C/C-SiC复合材料表面原位制备出SiC晶须;研究了温度、催化剂对制备SiC晶须的影响。结果表明:1050℃为制备SiC晶须的最佳温度;FeCl3催化生长的SiC晶须较细,直径为1.5~1.8μm,晶须表面光滑,直晶率高;Ni(N03)2催化制备的SiC晶须较粗,直径为2.0~2.5μm,晶须表面粗糙,晶须交互生长,弯晶率高;晶须生长机理为气液固(VLS)机理。

关键词: 碳化硅晶须 , 催化化学气相沉积 , 催化剂

洋葱状富勒烯的CCVD法制备及其形貌特征

李天保 , 许并社 , 韩培德 , 张艳 , 王晓敏 , 刘旭光 , 市野濑英喜

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2005.01.005

采用催化化学气相沉积法(CCVD)制备了洋葱状富勒烯(OFs),借助高分辨透射电镜(HRTEM)观察和分析了其形貌结构.结果发现,以负载Co2+的Y型沸石为催化剂,C2H2为碳源,反应温度为700℃时,单位催化剂产炭率的质量分数为66%,其中洋葱状富勒烯的收率可达产炭率体积分数的20%以上;并认为OFs的生长机理为由内到外逐层石墨化的气固(VS)模式.

关键词: 洋葱状富勒烯 , 催化化学气相沉积 , 高分辨透射电镜

氢原子在Cat-CVD法制备多晶硅薄膜中的作用

邝俊峰 , 付国柱 , 高博 , 高文涛 , 黄金英 , 廖燕平 , 荆海

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2004.06.009

采用钨丝催化化学气相沉积(Cat-CVD)方法制备多晶硅(p-Si)薄膜,研究氢气稀释率(FR(H2)/(FR(H2)+FR(SiH4))对制备多晶硅薄膜的影响.XRD和喇曼光谱分析分别显示(111)面取向的多晶硅峰及喇曼频移为520 cm-1多晶硅峰的强度随氢气稀释率的增加而增强,由喇曼光谱计算的结晶度也有同样的趋势.通过分析测试结果得出,氢原子以表面脱氢、刻蚀弱的Si-Si键,及进入晶格内部进行深度脱氢等方式改善薄膜材料的结晶度.

关键词: 多晶硅薄膜 , 氢原子 , 催化化学气相沉积

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