|
| |
| 清华大学教授成功制备出高纯单壁碳纳米管 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2013-12-03 20:05:12 浏览次数： |
|
| |
（中国粉体技术网/三水）单壁碳纳米管（SWCNTs）被认为是最有吸引力的纳米材料之一，因为它具有许多优异特性，例如高比表面积，低缺陷密度等。高纯SWCNTs可在纳米复合材料填料、透明导电膜、蓄能电极材料等方面得到应用。SWCNTs的合成有许多方法，然而，单壁碳纳米管总是含有大量杂质，例如无定形碳、富勒烯、石墨、石墨包覆金属纳米颗粒等，这些杂质的存在严重影响了SWCNTs的特性。因此，如何获得高纯度SWCNTs成为研究热点。
碳纳米管的金属催化剂是生长、纯化碳纳米管的关键。清华大学张强、魏飞教授组采用实时在线的热重反应器作为碳纳米管生长和纯化的工作环境，通过热重天平记录反应和纯化过程中催化剂的质量变化，通过量热测量反应过程中催化剂的热量变化，通过质谱测量反应过程中催化剂附近的气氛变化，从而获得正在工作状态中的催化剂的直接信息。结合高分辨电镜，进而理解到在金属催化剂生长碳纳米管时，单壁管和碳包铁的生长同时进行，单壁管高速生长，但是寿命很短，碳包铁催化生长缓慢，但是生长周期很长。在纯化过程中，金属催化剂的外壳优先受到氧化剂的进攻，进而使普通液相难以处理的被碳包覆的金属催化剂得到了充分的暴漏。在理解碳管形成以及纯化过程中的金属催化剂的工作原理基础上，提出气固超短接触生长及二氧化碳辅助纯化的途径，将单壁碳纳米管的纯度提升至99.5%（质量分数）。
本研究采用的原位实时在线分析研究方法提供了高时间分辨率的质量、组成等变化信息，可以推广到其它有质量变化和热量变化的催化体系，进而有望对探测催化活性物种的动态变化，理解催化反应的途径与机理提供核心依据。（文章来源：科学网）
|
|
|
| |
|
| |
|
|
|
|
|
|
