碳納米纖維在納米催化劑上的不同生長形態(tài)及其生長機理研究.pdf

1、該論文的主要內容是通過實驗和研究,探討納米碳纖維的生長機理.在該論文中,我們在低溫條件(300℃~500℃)下,利用納米金屬顆粒催化合成了幾種新型的碳纖維.通過TEM、SEM、XRD、IR和TG-DSC等測試設備研究了碳纖維的形貌和結構,與此同時,還發(fā)現(xiàn)了催化劑的結構變化,并且討論了碳纖維的生長機理.催化劑在催化聚合反應中是不可或缺的.該論文中涉及到兩類催化劑:銅系催化劑和鎳系催化劑.銅系催化劑根據(jù)不同的制備方法又可分為納米銅催化劑和酒

2、石酸銅前驅體;鎳系催化劑為納米鎳催化劑.另外,實驗中的碳源氣體為乙炔氣體.碳纖維的形態(tài)與催化劑的種類和制備方法有著密不可分的關系.采用酒石酸銅前驅體制備的納米螺旋碳纖維對稱生長,纖維之間的夾角一般為70°、110°和180°三種,特定的夾角可能是由銅顆粒的晶面夾角決定的.另外我們還觀察到了旋向發(fā)生轉變的納米螺旋碳纖維,這是由于催化劑顆粒生長晶面發(fā)生變化導致的;粒徑較大的納米銅催化聚合的碳纖維呈直線形態(tài)生長,可同時在一個催化劑顆粒上面生長

3、出不同數(shù)目的碳纖維,由此可知納米銅顆粒上具有催化纖維生長能力的晶面數(shù)目是不定的.通過比較這兩種催化劑催化聚合的碳纖維的TEM、SEM照片,我們發(fā)現(xiàn)聚合反應完成后,纖維中的催化劑粒子都具有規(guī)則的外形.我們利用納米鎳催化劑制備了一種并列形態(tài)生長的納米碳纖維,這是與前兩種纖維都不相同的一種新型生長形態(tài).通過觀察發(fā)現(xiàn),并列生長的兩根碳纖維的初始生長方向與催化劑粒子形狀有密切相關,這與催化劑顆粒生長晶面的不同生長點得到的碳源供應是分不開的.最后,