魏飞
,
张强
,
骞伟中
,
徐光辉
,
项荣
,
温倩
,
王垚
,
罗国华
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2007.03.013
在介绍CNT阵列性能的基础上,对国内外直接合成CNT阵列的方法进行了评述,重点阐述了各种方法的基本特点及CNT阵列的生长机理、结构控制和批量制备问题.进而探讨了CNT原生阵列、抽丝形成的CNT丝、以及CNT阵列分散后得到的CNTs在复合材料、力学增强、功能器件等方面的初步应用,展望了CNT阵列的发展趋势,指出低成本、大批量可控制备CNT阵列仍然是未来一段时间内国际研究热点.
关键词:
碳纳米管阵列
,
制备
,
应用
杨州
,
张强
,
罗国华
,
项荣
,
骞伟中
,
王垚
,
魏飞
新型炭材料
采用非芳香烃类环己烷作为碳源,通过浮游法实现了超长垂直碳纳米管(Carbon nanotube, CNT) 阵列的生长.研究表明:浮游催化过程中反应温度、催化剂前体补给速度、进料速度、生长气氛等因素对CNT阵列的生长影响显著.在直径为25 mm的石英反应器中,反应温度、催化剂前体二茂铁的补给速度、碳源环己烷的补给速度、反应气氛分别控制在820℃、0.24mg/min、0.12mL/min、640mL/min(H2/Ar=1∶15)的生长窗口内,实现了CNT阵列的快速协同生长.在单因素考察的基础上,通过对宏观参数的调变,可以制备出长度达5.0mm的CNT阵列.所获得的CNT取向一致,长径比大于105,纯度达到96.7%.
关键词:
碳纳米管阵列
,
环己烷
,
浮游催化
,
二茂铁
张强
,
刘毅
,
胡玲
,
骞伟中
,
罗国华
,
魏飞
新型炭材料
采用摩尔分数1%Ni及负载少量Mo的Ni/MO/MgO催化剂裂解甲烷合成薄壁碳纳米管.通过SEM、TEM、XRD和Raman光谱表征方法研究了碳纳米管直径和催化剂中Ni/Mo比例关系.实验发现:通过控制Ni/Mo比例可以调变催化剂颗粒大小以及活性相.TEM及XRD表征发现,随着Ni/Mo比例的降低,金属Mo相逐渐从NiMo合金相中析出.NiMo合金相对应的活性组分颗粒很小,容易催化裂解甲烷形成薄壁碳纳米管;而后析出的Mo相则主要形成了大管径厚壁的碳纳米管.当Ni/Mo比例为6时可以高选择性地获得窄分布,内径为1.3nm,外径为3.0nm的溥壁碳纳米管.Raman光谱进一步验证了碳纳米管含有较少的缺陷.薄壁碳纳米管形成的关键因素主要体现为碳在其表而的快速扩散以及小颗粒的碳纳米管催化剂活性相控制.
关键词:
碳纳米管
,
化学气相沉积
,
Ni/Mo/MgO
张强
,
赵梦强
,
黄佳琦
,
骞伟中
,
魏飞
催化学报
通过浸渍及水热处理获得MgO负载的Fe基催化剂,并将其用于化学气相沉积过程裂解甲烷获得碳纳米管. 结果表明,单/双/多壁碳纳米管可选择性地生长在Fe负载量不同的Fe/MgO催化剂上. 当Fe负载量仅为0.5%时,铁原子在载体表面烧结为0.8～1.2 nm的铁颗粒,碳在这种小颗粒上以表面扩散为主,导致单壁碳纳米管形成,并且单壁碳纳米管的选择性高达90%. 当Fe负载量提高到3%时,铁原子聚集成约2.0 nm的颗粒,在化学气相沉积中生长碳纳米管时,碳在Fe催化剂颗粒中的体相扩散的贡献增大,在表相扩散和体相扩散的共同作用下,双壁碳纳米管的选择性显著增高. 当进一步增加Fe负载量时,铁原子烧结形成1～8 nm的颗粒,经过化学气相沉积,在催化剂上生长了单、双、多壁碳纳米管. 随着Fe在MgO载体上负载量的增加,管径、管壁数以及半导体管的含量都增加. 本研究提供了一种适合大批量选择性生长单/双/多壁碳纳米管的方法.
关键词:
碳纳米管
,
化学气相沉积
,
铁
,
氧化镁
,
负载型催化剂
,
微结构
,
拉曼光谱
李志飞
,
罗国华
,
魏飞
,
向兰
,
邓祥义
催化学报
在纳米聚团床中用催化化学气相沉积法批量制备了碳纳米管,研究了过渡金属催化剂对碳纳米管形貌和产量的影响. 实验结果表明,含铁催化剂的活性较低,产率较低,但产品质量较好;含镍催化剂的活性较高,产率较高,但产品质量较差;在钴催化剂作用下发现了一种新型的针状纳米碳材料. 用含载体较少的铁催化剂可以得到纯度较高且微观结构较好的碳纳米管,但产率较低;不含任何载体的纯镍催化剂则不能得到碳纳米管. 适宜的催化剂组成、催化剂活性点的均匀分布和裂解速度的控制等构成了纳米聚团床大批量制备碳纳米管技术的关键.
关键词:
碳纳米管
,
纳米聚团床
,
过渡金属催化剂
,
形貌
,
催化化学气相沉积
王志强
,
张振军
,
范壮军
,
罗国华
,
魏飞
,
周健生
材料导报
考察了碳纳米管的介电常数,磁导率以及碳纳米管/三元乙丙橡胶复合材料的电磁吸波性能.研究结果表明,碳纳米管介电常数值远大于磁导率值,且电损耗远大于磁损耗,说明碳纳米管是一种电损耗型吸波介质.通过弓形法测定了碳纳米管/三元乙丙橡胶复合材料在2～18GHz范围内的电磁波吸收性能,结果表明,复合材料在5～18GHz范围内具有较好的微波吸收性能.
关键词:
碳纳米管
,
三元乙丙橡胶
,
电磁波吸收
吴玉龙
,
罗国华
,
魏飞
,
胡文斌
,
王光润
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2004.04.003
研究了用喷雾热解法制备Bi系高温超导体母体粉末的新工艺.将Bi,Pb,Sr,Ca,Cu 5种金属的硝酸盐按一定组成配制成前驱体溶液,通过喷雾热解的方法得到尺寸为0.3 μm的混合氧化物超细粉末,然后经过热处理就可得到含2212超导相的高温超导母体粉末.就喷雾热解过程中的一些操作参数对母粉的影响进行了研究,最佳工艺条件为:热解温度800℃,气液流量比为1.8×103.
关键词:
喷雾热解
,
高温超导
,
铋系
范壮军
,
王垚
,
罗国华
,
李志飞
,
魏飞
新型炭材料
分别以碳纳米管、炭黑以及碳纳米管和炭黑复合体作为橡胶补强剂,在开炼机上进行混炼加工制得橡胶复合材料.实验结果表明:与炭黑补强橡胶体系相比,碳纳米管能够提高橡胶复合材料弹性模量、定伸应力、耐磨和导电性能,但复合材料的拉伸强度、撕裂强度、伸长率,黏度以及加工性能都较差;而以碳纳米管和炭黑混合物作为复合补强剂,通过二者的协同补强效应,形成真正意义的"葡萄串"结构,整体地提高了橡胶复合材料的性能.当碳纳米管和炭黑的质量比为1:4时,制备的橡胶复合材料抗撕裂强度(78.4kN/m)、硬度(68)以及磨耗(0.122cm3/km)性能都优于相同含量炭黑橡胶体系;与相同含量的碳纳米管橡胶体系相比,伸长率(470%)和黏度(65 Pa·s)均大大改进.碳纳米管的加入使橡胶复合材料具有优良的动态力学性能,在低滚动滞后性和抗疲劳损失的轮胎胎面胶方面将有潜在的实用价值.
关键词:
碳纳米管
,
橡胶
,
复合材料
,
性能
陈智涛
,
韩明汉
,
王德峥
,
魏飞
催化学报
通过ICP-AES和XRD等表征手段,考察了稀土金属Ce化合物对Cu基氧氯化催化剂活性及稳定性的影响.研究表明,Ce在反应初期转变成的CeO2具有储存和传递氧的功能,从而提高催化剂的活性.在400℃反应300 h后,催化剂的活性显著下降,其原因是由于86%的Ce与载体发生作用,生成难溶的物质,失去助催化的作用.同时,随着反应的进行,CeO2晶相晶粒长大也造成催化剂活性下降.
关键词:
氧氯化
,
铈
,
铜基催化剂
,
载氧
,
失活
张强
,
程新兵
,
黄佳琦
,
彭翃杰
,
魏飞
新型炭材料
随着石墨负极的成功商用，锂离子电池在智能手机、笔记本电脑等便携式电子设备中已得到广泛的应用。经过20多年的发展，现有基于嵌锂化合物正极的锂离子电池已接近其理论容量，但仍不能满足高速发展的电子工业和新兴的电动汽车等行业的要求，寻找具有更高能量密度的电池系统迫在眉睫。锂硫电池系统具有极高的理论能量密度，在多种储能系统中是最具潜力的一种二次电池。但是锂硫电池中也存在硫的电导率极低、多硫化物溶解迁移等问题，使其在走向实用化的过程中遇到许多困难。纳米碳质材料在新型锂硫电池的开发过程中处于重要地位，通过纳米炭的引入，可以获得导电复合正极材料，控制多硫化物的穿梭，从而有望实现正极硫材料的高效利用。综述了基于纳米炭-硫复合正极材料，尤其是碳纳米管、石墨烯、多孔炭以及其杂化物等材料复合的电极，分析其结构与锂硫电池性能的关系，并展望锂硫电池的发展方向。
关键词:
锂硫电池
,
碳硫复合正极
,
纳米炭
,
碳纳米管
,
石墨烯
,
多孔炭
,
杂化物
