裂解温度对CVD法制备多壁碳纳米管的影响

用SEM、TEM、HRTEM及拉曼光谱方法研究了催化裂解乙炔制备多壁碳纳米管过程中裂解温度的影响,结果表明,在650℃～700℃裂解乙炔,可获得产量高、直径分布均匀、石墨程度高的多壁碳纳米管,并对裂解温度影响机制进行了分析和探讨。

高温光纤在熔盐中的腐蚀实验研究

高温光纤耐温和耐腐蚀主要取决于表面的涂覆层,为了测试可以耐受高温氟盐腐蚀的光纤,采用镀金光纤进行实验。将镀金光纤分别置于600oC及650oC熔融状态的氟盐中进行实验检测,经过在扫描电镜下观察分析,光纤镀金层完整,未见明显腐蚀迹象,可以考虑将其应用在熔盐堆上进行短时温度测量。

质子束轰击下MWCNTs无定形结构的转变

在室温下用70keV质子束多壁碳纳米管(MWCNTs),研究了多壁碳纳米管从石墨结构向无定形结构的转变过程。轰击后,MWCNTs外围的石墨结构变成均匀的无定形结构包覆着内部的石墨结构。增大照射量,这种无定形化的过程继续向MWCNTs内层推进,直至形成一个中空的无定形纳米线结构。质子束轰击引入的MWCNTs的结构转变,是从外层向内层逐步推进的石墨结构向无定形结构的转变过程。本文对这种结构演化的机理进行了讨论。

Ar离子束辐照下多壁碳纳米管网络的导电性增强

用Ar离子束辐照800K高温下的多壁碳纳米管(MWCNT)网络,注量为2×1016/cm2时,MWCNT网络的导电性提高～80%。实验结果表明,离子束辐照可通过在多壁碳纳米管间的引入连接改善多壁碳纳米管间的电学接触,制备高导电性的透明碳纳米管网络。

高度定向的碳纳米管阵列的制备

使用99.99%的铝片,在草酸溶液中,通过基于自组织基础上的二次氧化法制备了孔高度有序、六角排列的氧化铝模板,在微米尺寸区域内获得了高度平行的氧化铝纳米孔阵列。利用化学气相沉积技术(CVD),在没有任何过渡金属催化剂的情况下,利用多孔氧化铝模板本身的催化作用,在氧化铝模板孔内成功制备了高度有序的平行碳纳米管阵列。这种碳纳米管阵列可以作为研究离子束沟道传输特性的较理想材料。利用扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)等测试手段对铝片、氧化铝模板和碳纳米管的结构进行了表征。讨论了氧化铝模板的形成机制和基于氧化铝模板生长高度定向碳纳米管的条件。

利用粒子辐照技术实现碳纳米管向金刚石的转变

采用低能氢等离子体和中能C+离子束辐照技术相结合的方法,实现了碳纳米管向金刚石纳米晶粒的转变,完成了一个从有序(碳纳米管)到无序(无定形碳纳米线)再到有序(金刚石纳米晶)的转变过程。利用透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAD)和拉曼光谱(Raman)等研究了晶粒的微观结构,并对纳米金刚石晶粒的生成机理进行了初步探讨。

碳纳米管的氧化铝模板法合成及其退火效应研究

结合氧化铝模板制约生长技术和高温退火处理,得到了相当统一的多壁碳纳米管.扫描电子显微镜(SEM)图像表明模板制约生长的初始碳纳米管形貌和尺寸完全受控于模板结构,透射电子显微镜(TEM)和x射线粉末衍射(XRD)结果显示其管壁结构为无定形碳和石墨纳米晶组成的混杂结构.为减少晶格缺陷及无定形碳,对初始碳纳米管进行系列高温(1100—2400℃)退火处理,并初步研究了管壁在高温下的晶化行为.实验证明高温退火是提高多壁碳纳米管质量的有效途径.

乙醇作为碳源的碳纳米管阵列氧化铝模板法制备

以乙醇为碳源在低气压条件下利用化学气相沉积(CVD)技术在多孔氧化铝模板中制备了碳纳米管阵列.扫描电子显微镜(SEM)和低分辨透射电子显微镜(TEM)成像结果表明,所得碳纳米管的外径和长度高度统一,完全受制于所制备的多孔氧化铝模板阵列纳米孔道.高分辨透射电子显微镜(HRTEM)成像表明,所得碳纳米管的管壁石墨化程度虽与自由生长的多壁碳纳米管管壁石墨化程度还有一定差距,但已明显高于目前文献所报道的此类碳纳米管.作为对比,在相同生长条件下使用乙炔作为碳源也得到了碳纳米管阵列,HRTEM成像结果和Raman光谱证明,其管壁的石墨化程度较前者要低得多.本文提出羟基自由基对无定形碳的刻蚀作用对碳纳米管管壁的石墨化有重要影响;另外,初步探讨了多孔氧化铝模板阵列纳米孔道的光滑程度对碳纳米管生长的影响.

等离子体诱导碳纳米管到纳米金刚石的相变

采用氢等离子体 ,实现了碳纳米管向金刚石的结构相变 ,并实现了金刚石的高密度成核 ,有效成核密度可达10 1 1 /cm2 以上 ,处于目前金刚石成核密度的最高行列 ,为制备优质的金刚石薄膜提供了保证 .高分辨透射电镜、x射线衍射和拉曼光谱都证实了金刚石的形成 .同时 。