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碳纳米管纤维及其表面金属化研究进展 被引量：2
1
作者 孙灵鑫 崔红 余惠琴 《高科技纤维与应用》 CAS 2022年第2期49-55,共7页
随着高性能纤维材料的不断发展,轻质、高强、高导电等性能逐渐成为关键的技术指标,碳纳米管具有优异的力学、热学、电学特性,兼具低密度、高长径比、高比表面积等优点,以碳纳米管为基础的碳纳米管纤维是未来高性能纤维材料的重要发展方... 随着高性能纤维材料的不断发展,轻质、高强、高导电等性能逐渐成为关键的技术指标,碳纳米管具有优异的力学、热学、电学特性,兼具低密度、高长径比、高比表面积等优点,以碳纳米管为基础的碳纳米管纤维是未来高性能纤维材料的重要发展方向。碳纳米管表面金属化是提高材料特殊性能、扩大应用领域的重要方法,已成为当前的研究热点之一。本文介绍了碳纳米管纤维常用的制备方法,并概述了碳纳米管表面金属化的研究现状及应用进展,展望了碳纳米管纤维的未来发展趋势及应用前景。 展开更多
关键词 碳纳米管 溶液纺丝法 阵列纺丝法 浮动催化化学气相沉积 表面金属化
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锂硫电池用杂原子掺杂碳纳米管/硫复合柔性自支撑正极的制备及电化学性能研究 被引量：1
2
作者 赵奇 李亚利 +1 位作者 邱昀淙 宋远强 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期208-212,共5页
碳纳米管膜具有丰富的孔道结构、大比表面积、高导电性及优异的柔性,可通过负载硫形成柔性碳纳米管/硫复合膜,用于锂硫电池正极材料。为了提高锂硫电池的循环稳定性,抑制“穿梭效应”,通过浮动催化化学气相沉积法(FCCVD)分别制备了氮掺... 碳纳米管膜具有丰富的孔道结构、大比表面积、高导电性及优异的柔性,可通过负载硫形成柔性碳纳米管/硫复合膜,用于锂硫电池正极材料。为了提高锂硫电池的循环稳定性,抑制“穿梭效应”,通过浮动催化化学气相沉积法(FCCVD)分别制备了氮掺杂和硼掺杂的碳纳米管膜(N-CNT膜和B-CNT膜),然后通过浸渍工艺负载硫后得到掺杂型碳纳米管/硫复合柔性自支撑正极膜。微观表征显示:复合膜中硫和碳纳米管在纳米尺度复合均匀。复合膜均具有良好导电性:CNT正极电导率为4.62S/m,N-CNT正极电导率为0.86S/m,B-CNT正极电导率为1.29S/m。作为锂硫电池正极,B-CNT正极表现出最佳性能:在0.2C倍率下首次放电容量达到1197.3mAh/g,200次循环后容量保持在950.2mAh/g,1C倍率下放电比容量仍旧保持在615.5mAh/g。分析认为:碳纳米管良好的导电性和丰富的孔结构同时提供了高效的电子和离子传输通道;硼原子掺杂向碳纳米管引入极性,增强了碳纳米管网络对聚硫离子的吸附作用,抑制了“穿梭效应”。可为高比容、高循环稳定性锂硫电池正极材料研发提供解决思路。 展开更多
关键词 浮动催化化学气相沉积 掺杂碳纳米管膜 锂硫电池 穿梭效应
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甲醇辅助连续制备碳纳米管纤维及其性能研究
3
作者 邱昀淙 宋远强 李亚利 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期76-82,共7页
在浮动催化化学气相沉积(FCCVD)法制备碳纳米管连续体的工艺中,一般采用碳源加二茂铁在氢气作用下催化生长碳纳米管连续体。整个工艺过程中需要外部供给大量的氢气,既需要消耗高品质氢能源,又会有较高的安全风险。根据甲醇高温裂解产生... 在浮动催化化学气相沉积(FCCVD)法制备碳纳米管连续体的工艺中,一般采用碳源加二茂铁在氢气作用下催化生长碳纳米管连续体。整个工艺过程中需要外部供给大量的氢气,既需要消耗高品质氢能源,又会有较高的安全风险。根据甲醇高温裂解产生氢气的原理,由于甲醇可以在高温下分解生成氢气,本研究将甲醇添加到碳源中,以替代FCCVD工艺中的氢气。实验发现:随着甲醇与乙醇体积比的增加,形成碳纳米管连续体的过程中所需氢气量明显减少;当甲醇与乙醇体积比为6∶1时,能够在纯惰性气体氛围中稳定、连续地制备碳纳米管连续体。对得到的碳纳米管连续体采用532 nm激光拉曼进行表征,其I_(G)/I_(D)值为3.24,表明碳纳米管结晶性良好。连续体经过水收集形成碳纳米管纤维,SEM表征显示纤维中的碳纳米管具有一定的取向性,力学拉伸测试其拉伸强度为330 MPa。同时经计算发现:在达到相同效果的前提下,使用甲醇的效率是纯氢气的2.48倍。因此本工作提供了一种节能、安全的碳纳米管连续制备方法。 展开更多
关键词 甲醇 碳纳米管纤维 惰性气氛 浮动催化化学气相沉积 替代效率
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面向热界面应用的多壁碳纳米管阵列生长优化 被引量：1
4
作者 邱琳 SCHEIDER Kimberly +5 位作者 RADWAN Abu Suhaib LARKIN Sarah LeighAnn SALTONSTALL Blair Christopher 冯妍卉 张欣欣 NORRIS M Pamela 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1323-1326,共4页
由于杰出的导热和柔韧性能,碳纳米管被认为是提升大功率微电子系统热耗散性能的理想热界面材料。多壁碳纳米管阵列能实现低成本的大规模生产,成为制备热界面材料的最佳选择。但是多壁碳纳米管阵列的生长过程的最优因素尚未廓清。本文从... 由于杰出的导热和柔韧性能,碳纳米管被认为是提升大功率微电子系统热耗散性能的理想热界面材料。多壁碳纳米管阵列能实现低成本的大规模生产,成为制备热界面材料的最佳选择。但是多壁碳纳米管阵列的生长过程的最优因素尚未廓清。本文从实验上系统研究了催化剂的升华温度对浮动催化化学气相沉积法制备出的多壁碳纳米管阵列结构及热输运的影响规律,得到了最佳的催化剂升华温度,为实现最优导热性能的多壁碳纳米管阵列热界面材料提供实验指导。 展开更多
关键词 热界面材料 多壁碳纳米管阵列 浮动催化化学气相沉积 拉曼光谱
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氯化铁/二茂铁共催化制备碳纳米管中空筒状物及生长机理分析
5
作者 姜敏 马瑞琦 陈建军 《浙江理工大学学报（自然科学版）》 2019年第5期608-614,共7页
以乙醇、二茂铁、氯化铁、噻吩和去离子水为原料,通过浮动催化化学气相沉积法制备碳纳米管中空筒状物;采用扫描电子显微镜、热重分析以及拉曼光谱对产物的形貌、纯度和结构进行表征,分析以氯化铁、二茂铁为催化剂前驱体共同催化碳纳米... 以乙醇、二茂铁、氯化铁、噻吩和去离子水为原料,通过浮动催化化学气相沉积法制备碳纳米管中空筒状物;采用扫描电子显微镜、热重分析以及拉曼光谱对产物的形貌、纯度和结构进行表征,分析以氯化铁、二茂铁为催化剂前驱体共同催化碳纳米管的形核生长和氯化铁添加量对其形核生长的影响作用,并探讨二茂铁、氯化铁共催化体系制备碳纳米管的生长机理。结果发现:添加氯化铁能够降低原料注入时的固体沉降量,但添加氯化铁过多会导致生成的碳纳米管中空筒状物纯度下降且结构缺陷增多;当氯化铁的添加量为0.1 mL时,能够得到纯度97.64%、高长径比的碳纳米管中空筒状物。 展开更多
关键词 碳纳米管 浮动催化化学气相沉积 催化剂 生长机理
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改进浮动催化化学气相沉积法制备直径可控的多壁碳纳米管(英文) 被引量：3
6
作者 李亚娟 马昌 +3 位作者 康建立 史景利 石强 伍大恒 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期234-241,共8页
采用改进的浮动催化化学气相沉法(FCCVD)制了直径可控的多壁碳纳米管(MWCNTs)。改进的FCCVD方法关键在于甲苯以气体的形式进入反应体系避免液体甲苯在高温下瞬间气化造成CNTs直径不可控。考察了二茂铁升华温度、载气中氢气含量,载气流... 采用改进的浮动催化化学气相沉法(FCCVD)制了直径可控的多壁碳纳米管(MWCNTs)。改进的FCCVD方法关键在于甲苯以气体的形式进入反应体系避免液体甲苯在高温下瞬间气化造成CNTs直径不可控。考察了二茂铁升华温度、载气中氢气含量,载气流量等因素对MWCNTs的直径影响。结果表明:改变二茂铁的升华温度可以控制CNTs的直径分布,当二茂铁升华温度从348 K升高到378 K时,MWCNTs的直径分布从30~130 nm降到60~90 nm;氢气的存在使得CNTs的直径大幅度的减小,当氢气含量为30 vol%时,碳纳米管的直径降至为20~40 nm;提高载气流速也使得CNTs直径随着载气流量的增加而逐渐减小。 展开更多
关键词 改良的浮动催化化学气相沉积法 多壁碳纳米管 甲苯 二茂铁
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硅-碳纳米管柔性复合负极的制备与性能 被引量：1
7
作者 吴昊 宋远强 +1 位作者 李亚利 赵奇 《电池》 CAS 北大核心 2021年第5期450-454,共5页
采用浮动催化化学气相沉积(FCCVD)法,将纳米硅颗粒(NSi)与碳纳米管(CNT)连续体原位复合,制备纳米硅-CNT复合膜(NSi-CNTf)柔性电极。借助SEM、能量色散谱(EDS)和电化学性能测试,分析电极的形貌特征和电化学性能。相较于传统Si/Cu电极,NSi... 采用浮动催化化学气相沉积(FCCVD)法,将纳米硅颗粒(NSi)与碳纳米管(CNT)连续体原位复合,制备纳米硅-CNT复合膜(NSi-CNTf)柔性电极。借助SEM、能量色散谱(EDS)和电化学性能测试,分析电极的形貌特征和电化学性能。相较于传统Si/Cu电极,NSi-CNTf电极省去了浆料研磨、涂覆工艺,且具有良好的柔韧性和抗弯折性,比容量和循环性能均有提升。FCCVD法制备的NSi-CNTf柔性电极材料,纳米硅均匀分布在CNT薄膜的三维导电结构中,结合紧实,以0.2 A/g在0.01~2.00 V循环200次,比容量保持在790 mAh/g;在4.0 A/g下充放电,比容量保持在509 mAh/g。 展开更多
关键词 硅-碳纳米管复合膜(NSi-CNTf) 浮动催化化学气相沉积(FCCVD) 柔性锂离子电池
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