文档介绍：物理化学学报# !"#$ %"&’"( )"(*&+$
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利用无水乙醇分解制备碳纳米管!
朱海滨! 李振华" 刘子阳# 王凤飞! 王新庆! 王淼!
#! 浙江大学物理系D - 浙江大学力学系D 0 浙江大学化学系, 杭州 0!11-3 $
( )
摘要利用 LMN 法高温分解无水乙醇, 以分子筛合成皂石基体上的%& 颗粒为催化剂, 制备出了管壁更薄、端
部为开口结构的碳纳米管 5 本实验制备出的碳纳米管, 相对于传统 LMN 方法制备出的碳纳米管, 在实验条件控
制稳定的情况下, 管壁较直、缺陷较少、管内径较大 5 具有这样结构的碳纳米管在储氢等方面应具备更为优良的
效果, 从而有着潜在的应用前景 5
( )
关键词. LMN 法, 乙醇, 碳纳米管 LOE@
中图分类号. EV040
碳纳米管被发现已有十余年 J! K, 随着对其研究供了一个更有效的方法 5 同时, 由于碳管内径较
的不断深入, 碳纳米管广阔的应用前景不断地展现大, 使得碳管内储氢及填充其它物质更为简单, 有
出来, 其制备和研究已经成为国际新材料领域的研利于碳纳米管改性研究的进一步开展 5
究热点 5 制备出大量缺陷少、结构规则的碳纳米管实验中用到的催化剂是通过离子交换吸附在
是对其性能进行测试、研究的基础目前碳纳米管分子筛上的颗粒首先将·
5 %& 5 !I = %&#OQ0 $- "R-Q
J K ( )
的制备方法很多, 常用的有石墨电弧法- 、激光蒸发分析纯溶解在 H1 7S 去离子水中, 加入- = 分子
J K ( ) J K
法 0 、化学催化热分解 LMN 法 H 等 5 LMN 法是目筛, 磁力搅拌-H T5 所得悬浮液静置 4 T, 然后待悬
前较为成熟的有望实现大规模生产碳纳米管的方浮液沉淀后倒去上层溶液剩余物在
, , %&#OQ0 $ - ,
(
法 5 该方法主要是利用含碳气体或者蒸汽如乙!11 U 温度烘干-H T, 研磨成粉末, 留作备用 5 实验
)
炔、甲烷、苯等在高温下流经金属催化剂表面时分装置如图! 所示 5 取少量催化剂粉末均匀分散在
解而生成碳管的制备工艺 5 利用 LMN 法制备碳纳石英舟底部, 将石英舟放置在热电炉的恒温区, 在
米管所采用的催化剂金属主要为%&、L:、O8、P: 等氮气的保护下加温 5 氮气的流量控制在!F1 7S·
二价金属 5 为了让催化剂颗粒能够更好地分散, 达 78< G !5 当温度升高到反应温度时, 停止氮气, 通入
到好的催化效果, 研究人员通常采用硅胶 JF2I K等各种酒精蒸汽, 酒精蒸汽的流量通过调节酒精蒸发炉的
支持剂, 也有人做过用分子筛作为催化剂载体制备
碳纳米管 J3 K 5 研究表明, 分子筛是一种很好的支持
剂, 能有效、均匀地分散催化剂颗粒, 使其更好地起
到催化作用 5
% 实验部分
(
本实验以片层结构的分子筛合成皂石, 层间
)
距约为 15 3 <7 基体上的%& 颗粒为催化剂, 采用
LMN 法热分解无水乙醇, 制备出了碳纳米管 5