甲醇辅助连续制备碳纳米管纤维及其性能研究

• 作者: 邱昀淙 宋远强 李亚利
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 工学
• 关键词: 甲醇 碳纳米管纤维 惰性气氛 浮动催化化学气相沉积 替代效率
• 年，卷（期）: 2022,（8）
• 所属期刊栏目: 无机非金属及其复合材料|INORGANIC MATERIALS AND CERAMIC MATRIX COMPOSITES
• 页码范围: 76-82
• 页数: 7页
• 分类号: TB332
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.21010059

摘要

在浮动催化化学气相沉积(FCCVD)法制备碳纳米管连续体的工艺中,一般采用碳源加二茂铁在氢气作用下催化生长碳纳米管连续体.整个工艺过程中需要外部供给大量的氢气,既需要消耗高品质氢能源,又会有较高的安全风险.根据甲醇高温裂解产生氢气的原理,由于甲醇可以在高温下分解生成氢气,本研究将甲醇添加到碳源中,以替代FCCVD工艺中的氢气.实验发现:随着甲醇与乙醇体积比的增加,形成碳纳米管连续体的过程中所需氢气量明显减少;当甲醇与乙醇体积比为6:1时,能够在纯惰性气体氛围中稳定、连续地制备碳纳米管连续体.对得到的碳纳米管连续体采用532 nm激光拉曼进行表征,其IG/ID值为3.24,表明碳纳米管结晶性良好.连续体经过水收集形成碳纳米管纤维,SEM表征显示纤维中的碳纳米管具有一定的取向性,力学拉伸测试其拉伸强度为330 MPa.同时经计算发现:在达到相同效果的前提下,使用甲醇的效率是纯氢气的2.48倍.因此本工作提供了一种节能、安全的碳纳米管连续制备方法.