酚醛樹脂原位催化裂解碳納米管的生成及其應(yīng)用研究.pdf

1、本文以酚醛樹脂粉為載體和碳源，納米金屬粉(Co、Ni、Fe)及金屬鹽(Co(NO3)2·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O)為催化劑，通過催化裂解法在酚醛樹脂中原位生成了碳納米管，并研究了加入催化劑對鎂碳磚性能的影響。 分析了催化劑種類和加入量、氣氛及碳化溫度對樹脂炭中碳納米管生成情況的影響。結(jié)果表明：氬氣氣氛和埋炭氣氛，以納米金屬粉為催化劑時(shí)，鎳粉的催化效果最佳，氬氣氣氛以加入樹脂質(zhì)量的0.75％

2、為宜，埋炭氣氛以加入樹脂質(zhì)量的0.5％為宜；以金屬鹽為催化劑時(shí)，Ni(NO3)2·6H2O的催化效果最佳，兩種氣氛均以加入量1％為宜；氬氣氣氛和埋炭氣氛，同等摩爾的納米金屬粉和金屬鹽比較，納米金屬粉的催化效果要好得多；金屬鹽的加入量大于1％，催化效果很差；在使用金屬鹽前，對其進(jìn)行預(yù)處理，將鹽轉(zhuǎn)化為氧化物，再加入樹脂，則會(huì)大大提高其催化效果；氬氣氣氛與埋炭氣氛比較，氬氣氣氛下碳納米管生成情況更好；1100℃為較適宜溫度點(diǎn)。 通過F

3、ESEM、TEM和XRD對原位生成的碳納米管進(jìn)行表征。結(jié)果表明：樹脂中原位生成多壁碳納米管，其管徑約30-40nm。 研究了原位生成碳納米管對樹脂熱性能的影響。結(jié)果表明：加入催化劑，改性樹脂中原位生成碳納米管使得殘?zhí)悸试黾?，但對樹脂炭抗氧化性影響不大?初步探討了原位生成碳納米管的機(jī)理。發(fā)現(xiàn)：碳納米管主要生長在樹脂碳化過程產(chǎn)生的孔穴中；生長方式為頂端生長；其生長是按照“顆粒-線-管”機(jī)理逐級進(jìn)化的。 經(jīng)1100℃

4、×3h埋炭處理后，加入金屬粉對MgO-C試樣顯氣孔率、體積密度及耐壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的影響很小。這可能是由于MgO-C試樣在埋炭氣氛中熱處理且MgO-C體系較樹脂體系復(fù)雜使得試樣中未生成碳納米管的緣故。 選擇加入納米金屬粉的鎂碳磚試樣與未加催化劑的試樣進(jìn)行高溫抗折強(qiáng)度比較。結(jié)果表明：加入鈷粉和加入鎳粉，試樣的高溫抗折強(qiáng)度變化很小；加入鐵粉，試樣1400℃×0.5h高溫抗折強(qiáng)度改善，提高約20％，達(dá)到10.71MPa：試樣內(nèi)部，鐵粉