文档介绍：第卷第期年月物理学报
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硼碳氮纳米管的热解法制备及生长机理研究!
张红瑞!) 梁二军!)" 丁佩!) 杜祖亮#) 郭新勇#)
)
!(郑州大学物理工程学院,郑州$%&&%#)
)
#(河南大学材料化学与物理河南省重点实验室,开封$’%&&!)
(#&&# 年# 月$ 日收到;#&&# 年$ 月’日收到修改稿)
以乙二胺、二茂铁和硼氢化钠为原料,以和为辅气,用钴作催化剂,在不同温度下制备出了具有竹节状
(# )#
结构的硼碳氮(*+()纳米管, 根据透射电子显微镜观察,分析了*+( 纳米管的生长机理, * 和( 的同时掺杂,所形
成的五边形结构比单独( 掺杂时具有更低的形成能,是竹节状结构形成的主要原因, 用-./.0 光谱可以用来表征
*+( 纳米管中* 和( 的掺杂程度及纳米管的质量, 分析表明,在 12&3下制备的*+( 纳米管竹节状结构最密集,质
量最好,产率最高, 扫描俄歇微探针分析表明,在 12&3 下制备的*+( 纳米管的元素组成比为* 4 ( 4 + 5 !6’ 4 !6% 4
7261,
关键词:*+( 纳米管,热解,透射电子显微镜,-./.0 光谱
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!6 引言
#6 实验
由于碳纳米管具有非常优异的机械和电学性
能,具有高的化学稳定性和热稳定性,人们对其进行样品制备在石英管式炉中进行,温度控制在
[ ,]
了深入的研究! # ,理论研究表明,碳纳米管的直径’1&— 7’&3范围内,实验装置见文献[!%], 将&6%B 二
决定碳纳米管的机械和电学性能[9],但是碳纳米管茂铁和硼氢化钠溶于乙二胺中,用
&6%B !%/> (# F )#
的直径很难控制! 与碳纳米管相比,硼碳氮(*+()纳混合气体将混合液从一端通过毛细管送入石英管
米管具有非常独特的特性, 理论计算和实验研究都中,在+G 催化剂的作用下生成*+( 纳米管, 为了提
表明*+( 纳米管不但具有比碳纳米管更优异的机高*+( 纳米管的纯度和质量,我们将所制备的*+(
[ ,]
械、电学性能和更高的抗氧化能力$ % ,而且*+( 纳纳米管样品在 2%&3 的空气中氧化,以除去无定形
米管的机械和电学性能不受其直径的影响,只与其碳等非纳米管类物质;然后将氧化后的样品放入体
[ ,]
组成有关 2 ’, 由此可见,*+( 纳米管在力学、电学积比为! 4 ! 的水和 9’H的盐酸混合液中,加入几滴
和光学方面都有潜在的应用前景! 过氧化氢,加热至微沸,以除去生成物中的 ID,+G 和
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利用电弧法 1 !! 、激光蒸发法!# 、化学气相(. 离子, 将提纯后的纳米管在 J<K #&!& 型透射电
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法!9 和热