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《广东工业大学》 2003年
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CVD法制备碳纳米管的催化剂的制备工艺

萧国强  
【摘要】: 碳纳米管是1991年被发现的碳家族的新成员,他们可以看作是二维的石墨烯片层卷积的结果,是由六边形碳原子围成的无缝、中空管体.直径在几个到上百纳米,长度则为几到一百个微米。碳纳米管可分为单壁碳纳米管(SWCNTs)和多壁碳纳米管(MWCNTs)。近年来,由于碳纳米管具有许多奇特的性能,大量的可行性实用研究被提出,备受人们的关注。 制备碳纳米管的方法有石墨电弧法、化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,简称CVD法)、激光蒸发法、模板法等,其中CVD法一种制备工艺和设备都比较简单、适合大规模生产、并且容易实现工业化的方法。用CVD法制备碳纳米管的关键是催化剂的制备和选择。没有催化剂的作用,是不可能制备出碳纳米管的。所以,制备高催化活性和高选择性的催化剂就成为生产高纯碳纳米管的关键。 本课题主要研究了碳纳米管催化剂的制备工艺,包括工艺过程、配料比、沉淀剂、硅源和金属源的选择对催化反应活性及产率的影响。通过实验寻找最佳的制备工艺条件。以硅溶胶为硅源、镍为金属源(摩尔比为1:12),NaOH作沉淀剂,通过溶胶-凝胶法制备前驱体,然后用水热法在温度200℃,压力为1.5MPa下可制得高活性、高分散性的纳米级催化剂。SEM图表明用此催化剂制备得到的碳管产率高,尺寸为8-15nm。采用此方法原料成本便宜,操作费用较低,制备的碳纳米管质量好。
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