乙醇钽化学气相沉积制备Ta_2O_5薄膜研究进展

Ta2O5薄膜层具有较高的介电常数、折射率以及和ULSI加工过程中的相容性,因而将在硅芯片栅层材料、动态随机存储器、减反膜、气敏传感器、太阳能光伏电池面板介电层等方面得到应用。对以Ta(OC2H5)5为原料,通过常规金属有机化合物气相沉积、光致化学气相沉积、等离子增强化学气相沉积、原子层化学气相沉积和脉冲化学气相沉积法制备Ta2O5薄膜进行了评述,并对这些方法存在的问题进行了分析。

乙醇化学气相沉积法制备多壁碳纳米管

介绍了采用浮动催化剂法,利用乙醇化学气相沉积法制备多壁碳纳米管。采用二茂铁作为催化剂先体,乙醇作为碳源,利用石英基底收集产物。催化剂先体二茂铁的蒸汽在载气的作用下被带到高温区(800℃),二茂铁在高温区分解形成铁纳米催化剂颗粒,这些催化剂颗粒催化生长出多壁碳纳米管。利用扫描电子显微镜、(高分辨)透射电子显微镜对制备的多壁碳纳米管都进行了表征。实验结果表明,制备的多壁碳纳米管均匀性好,石墨化程度较高。

化学气相沉积法制备碳纳米管的研究进展

从催化剂、碳源气体及反应器的选择等方面综述了化学气相沉积法制备碳纳米管的研究进展 ,讨论了碳纳米管的合成机理。指出催化合成碳纳米管的研究难点在于管径的有效调控和大批量生产 。

化学气相沉积制备大面积高质量石墨烯的研究进展

石墨烯是由单层碳原子紧密堆积形成的一种碳质新材料,具有优良的电学、光学、热学及力学等性质。在众多的石墨烯制备方法中,化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)最有可能实现大面积、高质量石墨烯的可控制备。综述了CVD方法制备大面积、高质量石墨烯的影响因素,包括衬底、碳源及生长条件(气体流量、生长温度、等离子体功率、生长压强、沉积时间、冷却速率等)。最后展望了CVD方法制备石墨烯的发展方向。

定向碳纳米管的化学气相沉积制备法

报道了一种简便有效的合成定向碳纳米管 (CNTs)的化学气相沉积 (CVD)制备方法。以铁为催化剂 ,乙炔为碳源 ,采用单一反应炉 ,直接在石英基底上沉积催化剂颗粒薄膜 ,成功合成了定向性好。

化学气相沉积法合成碳纳米管的研究进展

本文主要评述了化学气相沉积法合成碳纳米管的最新研究进展，结合我们在这方面的工作，重点讨论了催化剂、碳源、反应温度对合成碳纳米管质量和产率的影响，并对这一领域的发展趋势作了展望。

乙醇为碳源的低氢常压CVD法制备石墨烯薄膜及其生长机理研究

以乙醇为碳源,采用低氢常压化学气相沉积(CVD)法在铜基底上制备石墨烯薄膜,并将其成功转移至目标基底。通过SEM、Raman、TEM、选区电子衍射等分析发现,所制备的石墨烯薄膜结构完整、质量良好。通过设计实验,观察和分析了石墨烯薄膜生长过程中主要阶段的形貌特征及生长机理。结果表明,乙醇高温分解出的碳原子在铜基底表面聚集形核,形成的原始晶粒逐渐长大为岛状晶畴直至形成树枝状薄片,并在生长过程中跨越铜基底表面晶界,最后形成完整的石墨烯薄膜。

ZnO纳米薄膜材料对乙醇室温气敏性的研究

采用化学气相沉积(CVD)法在玻璃基底上制备ZnO纳米薄膜.制备过程保持保温时间(10min)和温度(650℃)不变,分别采用随炉升降温和瞬间升降温、三通控制和气瓶直开的方式控制升降温速率和氧气流量,制备出不同的样品并进行室温乙醇气敏性测试.结果显示采用随炉升降温和三通控制气流方式制得的样品在室温下对乙醇具有最佳灵敏度——乙醇浓度为2500ppm时,灵敏度达到476%,同时相对于丙酮具有较好的选择性.X射线衍射图谱和扫描电子显微镜照片显示该样品为六方纤锌矿四足状纳米ZnO结构.

由不同碳源合成及制备纳米碳管的进展

纳米碳管可通过石墨、煤炭及炭黑等高含碳固体物,甲烷、乙烯或苯之类的有机化合物,一氧化碳和碳化硅等含碳无机化合物的转化来制备,甚至还可由低分子芳烃化合物来逐级合成。根据各种不同碳源,按不同转化过程及制备方法进行了总结与归纳,期望能对纳米碳管的合成及制备有一总体理解;通过简要、系统地介绍各种转化过程及制备方法,并对其中一些有发展前途的方法特别是电弧法、激光烧蚀法及化学气相沉积法的最新改进和发展进行了考察,分析了这些方法的优缺点;最后概述了目前纳米碳管规模制备方法的进展情况。

固态碳源温度对CVD法生长石墨烯薄膜影响的研究

以聚苯乙烯为固态碳源,抛光铜箔为衬底,通过改变固态碳源的温度探索了固态碳源温度对双温区化学气相沉积法生长石墨烯的影响。样品采用拉曼散射光谱、紫外-可见分光光度计和扫描电子显微镜进行了表征。结果表明,固态碳源温度的变化直接影响了气相碳源浓度,通过控制固态碳源温度,可以控制所得石墨烯的层数。固态碳源动态变温生长能够在生长的起始阶段降低石墨烯形核密度,同时打破晶粒长大时氢气刻蚀速率与石墨烯生长速率的动态平衡,可以有效地提升石墨烯的覆盖率。最终在衬底温度为1000℃条件下使用固态碳源动态变温制备了I2D/IG达到2.91,透过率为97.6%的高质量单层石墨烯薄膜。

金刚石薄膜的低温沉积

采用乙醇和氢气作为工作气体,利用微波等离子体化学气相沉积法在较低的沉积温度下制备了金刚石薄膜,用扫描电子显微镜(SEM)、Raman光谱、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱研究了薄膜的结构和性质.结果表明:在450℃的基片温度下,利用乙醇和氢气在优化的工艺条件下可得到具有微晶结构的金刚石薄膜.

三种碳源对CNF/AC复合材料性能的影响

采用甲烷、正丁烷、乙炔3种烃类气体作为碳源,纳米金属镍为催化剂,在活性炭(AC)上生长了纳米碳纤维(CNF)。通过氮气等温吸附、粉末比电阻、扫描电镜(SEM)和X光衍射(XRD)等一系列表征手段,比较了3种碳源对获得的CNF/AC复合材料的比表面积、导电性,以及其中的CNF形貌的影响。结果表明,在相同生长条件下,碳沉积速度与碳源气的碳氢比成正相关,与产物的比表面积成负相关。提出碳源气在化学气相沉积(CVD)过程对产物性能影响的机理,提出依据分子中碳气原子比选择烃类碳源气,从而提高CVD过程催化分解反应选择性的方法。

含钴介孔分子筛催化热解乙醇制备纳米碳管

以CTAB为模板剂,硅酸钠、氯化钴为原料,通过水热法合成含钴介孔分子筛(Co-MCM-41)。以所合成的Co-MCM-41做催化剂,采用化学气相沉积(CVD)法催化热解乙醇制备纳米碳管。通过XRD、FT-IR、TEM、N2吸附-脱附和Raman光谱等分析手段对所合成的介孔分子筛和纳米碳管进行了表征。结果表明:合成的Co-MCM-41样品具有MCM-41的介孔结构,比表面积较大且介孔有序性较好。以所合成的含钴介孔分子筛催化热解乙醇制备出管径均匀、管壁较厚、顶端开口的多壁纳米碳管。

微波等离子CVD低温沉积金刚石薄膜的研究

金刚石具有许多优异的性能,但天然金刚石的价格也比较昂贵。金刚石薄膜的各种性质与天然金刚石几乎相同,具有非常广阔的工业前景。本文采用乙醇和氢气作为工作气源,利用微波等离子体化学气相沉积法,在较低的温度下制备了金刚石薄膜,并研究了乙醇浓度、反应气压对金刚石薄膜生长的影响。

采用固体碳源制备石墨烯薄膜研究进展

作为一种高性能二维碳材料,石墨烯以其无与伦比的力学和功能特性受到了学界和工业界广泛的关注。目前,石墨烯及石墨烯增强复合材料正逐步走向应用。然而,随着石墨烯产业的发展,现有制备工艺越来越难以满足工业界批量化生产高质量石墨烯的需求。综合来看,当下石墨烯制备技术存在的主要问题包括:(1)制备面积大、缺陷少、层数均一的石墨烯薄膜尚存在一定的困难;(2)石墨烯较低的产率难以满足日益增长的需求。为解决石墨烯产率及质量问题,研究者在石墨烯制备工艺开发方面开展了大量工作。在此过程中,分子束外延技术、化学气相沉积技术、Hummers方法等诸多石墨烯薄膜制备技术被开发出来,这些技术的应用和发展使批量生产高质量石墨烯薄膜成为了可能。为适应不同技术的使用环境与需求,多种含碳物质作为前驱体被用于石墨烯薄膜的制备过程中。依据室温下状态分类,这些含碳前驱体被分为气体、液体和固体碳源。因较低的储存成本和较高的安全性,固体碳源在石墨烯生产过程中具有独特的优势。目前,包括碳材料、碳化硅(SiC)、有机高分子、生物材料乃至固体含碳废弃物均被用于石墨烯薄膜的制备过程中。本文综述了固体碳源制备石墨烯的研究进展,系统地介绍了利用固体碳源制备高性能石墨烯的工艺路线。同时,阐明了石墨烯在各种制备工艺过程中的形成机理。最后,通过分析各种工艺的优缺点,展望了各种工艺的未来发展方向,以期为未来的研究者开发新的石墨烯制备工艺提供参考。

CVD法制备石墨烯中碳源材料的研究进展

大尺寸和晶体结构完整的单层和多层石墨烯的高效制备方法对其工业化生产和大范围应用具有重要意义。化学气相沉积法(CVD)是合成高质量石墨烯薄膜的最有前途的方法。综述了通过常规CVD法或改良CVD法,如等离子体增强CVD法(PE-CVD),制备单层或多层石墨烯所用的固体(S)、液体(L)和气体(G)碳源的先进研究活动和最新进展。

不同碳源对金刚石薄膜制备的影响

采用等离子辅助热丝化学气相沉积(PAHFCVD)装置,分别用甲烷和乙醇为碳源进行了金刚石薄膜的制备。并运用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测试手段对沉积的金刚石薄膜进行了观察分析。结果表明,用乙醇制备的金刚石薄膜比甲烷制得的金刚石薄膜的生长率要高,膜的缺陷少、颗粒均匀。

温度对ACCVD法制备单壁碳纳米管的影响

本文以"柠檬酸法"制备的Mo1Fe10催化剂,以无水乙醇为碳源的化学气相沉积法(ACCVD)制备单壁碳纳米管(swcnts),实验采用温度和气流分布更为均匀,更易放大的流化床反应器。本实验考查了在相同的催化剂Mo1Fe10下,载气Ar气的流量为150ml/min,无水乙醇为碳源,不同温度下对制备单壁碳纳米管的影响。实验表明:在950℃时制备的单壁碳纳米管具有管径均匀,不定型碳含量少等特点。

非气态原料制备垂直石墨烯

垂直石墨烯是由石墨烯片垂直于基底生长而形成的一种新型3维碳材料结构,由于其独特的生长取向,可以有效减轻石墨烯层与层之间的堆叠,使石墨烯充分发挥其优异的特性.等离子体增强化学气相沉积技术作为合成垂直石墨烯的主要手段常需引入化工合成气为碳源,原料灵活性低.该文综述了非气态碳源用于垂直石墨烯的制备,介绍了所合成的垂直石墨烯在多种领域中的应用,并讨论了其生长机理.

聚合物热解制备玻璃纤维表面碳纳米涂层及其导电性

为实现玻璃纤维的导电功能化应用,分别采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚氯乙烯(PVC)为聚合物固态碳源,利用化学气相沉积在玻璃纤维基体表面制备碳纳米涂层得到导电玻璃纤维。借助扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪、单纤维强力仪、电阻率测试仪研究不同碳源及制备温度对碳纳米涂层导电玻璃纤维的表面化学结构、结合性能、力学性能及导电性能的影响规律。结果表明:利用聚合物固态碳源沉积的碳纳米涂层可以紧密包覆在玻璃纤维表面,且没有裂纹等结构缺陷,涂层在热震循环10~15次内表现出较好的结合性能,不易出现脱落、起泡等结构缺陷,且以PVC为碳源制备的碳纳米涂层与玻璃纤维的结合性优于以PET为碳源制备的碳纳米涂层;导电玻璃纤维的力学性能较原纤维存在一定的降低,形成的碳纳米涂层为具有一定缺陷的sp^(2)杂化多层类石墨烯结构;碳纳米涂层赋予玻璃纤维优异的导电性,在700~950℃的制备温度区间内,玻璃纤维的电阻随温度升高而显著下降,在950℃时以PET为碳源制备的碳纳米涂层玻璃纤维电阻为602.10Ω/cm,以PVC为碳源制备的碳纳米涂层玻璃纤维电阻为181.65Ω/cm。说明在玻璃纤维表面制备碳纳米涂层可赋予玻璃纤维优异的导电性,固态碳源的使用为废弃塑料垃圾的高价值回收提供一定参考。