爆炸辅助气相沉积法制备富勒烯的研究

通过双釜爆炸装置,将爆炸后产生的高温气相碳簇快速转移到温度相对比较低的环境中沉积,成功地制备了C60富勒烯。富勒烯的形成与沉积温度密切相关,当沉积温度为0℃时,紫外光谱以及飞行时间质谱检测表明,产物的甲苯抽提物中生成了C60富勒烯。与其它制备方法相比,本体系的气氛更为复杂,包含H、O、N等元素,此条件下富勒烯的成功制备为深入理解富勒烯的生长机理提供了有用的信息。实验范围内,当沉积温度为450℃、150℃以及-78.5℃时,产物的抽提物中都没有发现富勒烯生成,可能是由于碳簇退火沉积速率太慢或太快造成。

爆炸辅助气相沉积法制备炭纳米线的研究

根据爆炸辅助气相沉积法生长碳纳米管的机理,设计了两种制备炭纳米线的方案:(1)使用低活性铁-镍二元金属催化剂;(2)对钴催化剂作用下碳纳米管的生长实施冷冻。透射电子显微镜显示这两种方法制备的炭纳米线均为纳米颗粒组装而成,具有非常粗糙的表面。其中,使用铁-镍二元催化剂所制炭纳米线直径分布不均匀,黏结情况严重;而在冷冻钴催化剂作用下炭纳米管生长过程所得的炭纳米线直径分布比较均匀,黏结情况也大为减少。这两种纳米线的差别与金属催化剂的活性有关。光催化降解亚甲基蓝实验表明:冷冻碳纳米管生长所得炭纳米线具有良好的催化辅助功能,可以提高ZnS纳米晶的光催化活性。