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
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在浮动催化化学气相沉积(FCCVD)为碳纳米管连续体做准备的过程中,碳源和二茂铁通常被用来在氢气的作用下催化碳纳米管连续体的增长。在整个过程中,需要大量的氢气从外部供应,这不仅需要消耗高质量的氢能,而且具有很高的安全风险。根据甲醇高温裂解制氢的原理,甲醇可以在高温下分解生成氢气。在这项研究中,甲醇被添加到碳源中,以取代FCCVD工艺中的氢气。研究发现,随着甲醇与乙醇体积比的增加,形成过程中所需的氢气量显著减少。当甲醇与乙醇的体积比为61时,碳纳米管连续体可以在纯惰性气体气氛中稳定、连续地制备。获得的碳纳米管连续体以532nm激光拉曼为特征,其IG/ID值为3.24,表明碳纳米管具有良好的结晶性。连续体被水收集形成纤维。SEM表征表明,碳纳米管纤维在纤维中有一定的取向,其机械拉伸试验为330MPa。同时发现,在达到相同效果的前提下,甲醇的使用效率是纯氢的2.48倍。因此,本研究提供了一种节能、安全的连续制备方法。