化学气相催化热解法制备螺旋纳米碳纤维*
2014-05-21张华知何德聪宴建波
弹性体 2014年2期
张华知,陈 建**,龚 勇,谢 纯,何德聪,宴建波
(1.四川理工学院 材料腐蚀与防护重点实验室,四川 自贡 643000;2.成都龙泉防腐工程有限公司,四川 成都 610100)
螺旋碳纳米纤维,作为一种新型炭材料,除了具有一般碳纤维的密度低、强度高、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电性好的优异性能以外[1],它特殊的螺旋结构还使其具有优良的电磁性能、光学性能和力学性能。碳纳米纤维的最初发现被认为是很讨厌的事情,因为在含碳的气体转换时,碳纤维会经常出现在金属催化剂中。但是渐渐地,人们开始认识到它所具有的独特性能,一般来说,螺旋型材料是具有手性,会引起磁场的交叉极化,可用于电磁波吸收剂。其中,最具代表性的是美国宾州大学V V Varada[1]研究的单一尺寸的人工铜螺旋构成的手性吸收剂的电磁波吸收性能。近年来,国内的一些单位也在着手研究,螺旋碳纳米纤维具有密度低、质量轻的特点,作为替代的材料很理想。
螺旋碳纳米纤维可以作为添加剂添加到天然橡胶中增强其性能[2-4],可用作储氢材料,也可作催化剂载体材料。但是,国内外制备螺旋碳纳米纤维的工艺还很复杂,基本方法是通过高温热解碳氢化合物制备。因此,对于探索螺旋碳纳米纤维更加简单的制备方法和其生长机理研究是很有必要的。
本文在相对低温下,制备螺旋纳米碳纤维。采用酒石酸铜前驱体热分解得到纳米铜粒子作为催化剂,分别将250 ℃、280 ℃、310 ℃的纳米铜粒子用XRD进行测试分析,并用化学气象沉积法通过乙炔提供碳源,使催化剂前驱体生长出螺旋纳米碳纤维,讨论不同温度下生长出的螺旋纳米碳纤维。……
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