生物质基碳纳米管的制备及其生长机理分析

编号：NMJS08936

篇名：生物质基碳纳米管的制备及其生长机理分析

作者：汪椿皓 许晓 何振 赵涵 张琳 王洋 秦俪予 刘宏波 郭阳

关键词： 碳纳米管 生物质 化学气相沉积法 催化剂

机构： 西南石油大学土木工程与测绘学院 天津大学环境科学与工程学院 中南大学能源科学与工程学院

摘要： 目前全球对能源物质的需求量持续增加,而我国在碳排放政策的引导下,废弃生物质的资源化利用再度掀起研究热潮。本研究以玉米秸秆为碳源,利用铁基和钴基催化剂,采用热解气-化学气相沉积法通过“一步法”和“两步法”的生长实验设计,成功制备出碳纳米管(CNTs)材料,并对比分析了CNTs的形成影响因素。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射光谱(XRD)、拉曼光谱等方法对制备的CNTs的形貌、结构、石墨化程度进行测试表征。结果表明,所制备的Co-CNTs长、直、管壁光滑;Fe-CNTs短、弯、管壁粗糙。DFT计算结果发现Co-CNTs与碳原子之间更高的结合能是造成Co-CNTs与Fe-CNTs形态差异的原因,因为吸附于CNTs管壁的碳原子数量更少,从而形成了直而长、管壁光滑的Co-CNTs。本文旨在探索新型的生物质资源化、高值化的利用模式,通过简易直接的方法制备出CNTs,符合当今绿色发展的理念,为后续进一步的性能调控奠定实验和理论基础。