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| 清華大學(xué)教授成功制備出高純單壁碳納米管 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2013-12-03 20:05:12 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/三水）單壁碳納米管（SWCNTs）被認為是最有吸引力的納米材料之一，因為它具有許多優(yōu)異特性，例如高比表面積，低缺陷密度等。高純SWCNTs可在納米復合材料填料、透明導電膜、蓄能電極材料等方面得到應用。SWCNTs的合成有許多方法，然而，單壁碳納米管總是含有大量雜質(zhì)，例如無(wú)定形碳、富勒烯、石墨、石墨包覆金屬納米顆粒等，這些雜質(zhì)的存在嚴重影響了SWCNTs的特性。因此，如何獲得高純度SWCNTs成為研究熱點(diǎn)。
碳納米管的金屬催化劑是生長(cháng)、純化碳納米管的關(guān)鍵。清華大學(xué)張強、魏飛教授組采用實(shí)時(shí)在線(xiàn)的熱重反應器作為碳納米管生長(cháng)和純化的工作環(huán)境，通過(guò)熱重天平記錄反應和純化過(guò)程中催化劑的質(zhì)量變化，通過(guò)量熱測量反應過(guò)程中催化劑的熱量變化，通過(guò)質(zhì)譜測量反應過(guò)程中催化劑附近的氣氛變化，從而獲得正在工作狀態(tài)中的催化劑的直接信息。結合高分辨電鏡，進(jìn)而理解到在金屬催化劑生長(cháng)碳納米管時(shí)，單壁管和碳包鐵的生長(cháng)同時(shí)進(jìn)行，單壁管高速生長(cháng)，但是壽命很短，碳包鐵催化生長(cháng)緩慢，但是生長(cháng)周期很長(cháng)。在純化過(guò)程中，金屬催化劑的外殼優(yōu)先受到氧化劑的進(jìn)攻，進(jìn)而使普通液相難以處理的被碳包覆的金屬催化劑得到了充分的暴漏。在理解碳管形成以及純化過(guò)程中的金屬催化劑的工作原理基礎上，提出氣固超短接觸生長(cháng)及二氧化碳輔助純化的途徑，將單壁碳納米管的純度提升至99.5%（質(zhì)量分數）。
本研究采用的原位實(shí)時(shí)在線(xiàn)分析研究方法提供了高時(shí)間分辨率的質(zhì)量、組成等變化信息，可以推廣到其它有質(zhì)量變化和熱量變化的催化體系，進(jìn)而有望對探測催化活性物種的動(dòng)態(tài)變化，理解催化反應的途徑與機理提供核心依據。（文章來(lái)源：科學(xué)網(wǎng)）
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