摘要: 理论预测和实验研究发现碳纳米管具有独特的机械、电学和热学等性能，使其可能在电子、材料和化学等领域获得广泛的应用。目前在大量制备高质量的碳纳米管还存在诸如结构可控性问题、工业化、成本高等难点，阻碍了碳纳米管性能与应用研究工作的进展，... 展开 理论预测和实验研究发现碳纳米管具有独特的机械、电学和热学等性能，使其可能在电子、材料和化学等领域获得广泛的应用。目前在大量制备高质量的碳纳米管还存在诸如结构可控性问题、工业化、成本高等难点，阻碍了碳纳米管性能与应用研究工作的进展，因此，对碳纳米管制备的研究工作具有非常重要的意义。 目前采用的碳纳米管的制备方法主要有石墨电弧法、激光蒸发法和催化裂解法。电弧放电法是最早也是最传统的制备碳纳米管的方法。但该法产物复杂，难于纯化。激光蒸发法法是制备单壁碳纳米管的常用方法，但也存在产物复杂，难于纯化的问题，同时该法设备昂贵。催化裂解法具有工艺简便、原料易得、生产成本低、碳纳米管产量高、规格易控制等优点，因而该法被认为是工业生产碳纳米管的首选方法。 本文分别以价格低廉的工业副产物聚苯乙烯和聚乙烯为碳源，无毒的二茂铁和氯化铁为催化剂，采用催化裂解法成功制备了质量较好的碳纳米管，并且对制备出的碳纳米管进行了SEM、TEM、Raman表征。开辟了一条废弃烯烃再利用的重要途径。 结果表明，首次以聚苯乙烯为碳源，二茂铁为催化剂前驱体，N2流量为150mL/min，反应时间40min，温度为600℃的条件下，可制备出管径在5～40nm之间的多壁碳纳米管。 以聚苯乙烯为碳源，二茂铁为催化剂前驱体，温度为900℃时，有利于生成数量较多，石墨化程度更高的碳纳米管;将催化剂从外面导入到反应炉内，可以生成很直很长管径相对较大的碳纳米管，且排列整齐;噻吩的加入，使碳纳米管有了更规则的生长，同时，发现了一种具有分支的独特结构的碳纳米管。 本文首次以FeCl3为催化剂前驱体，以聚苯乙烯为碳源N2流量为150mL/min，温度为900℃时，制备出了外表光滑，管径集中在80～100nm之间的碳纳米管。 以聚乙烯作碳源，分别以二茂铁和FeCl3为催化剂前驱体，N2流量为150mL/min，温度为900℃时，都成功地制备出了外貌形态比较好的碳纳米管。以二茂铁为催化剂前躯体，得到的碳纳米管管径约为100nm，以FeCl3为催化剂前驱体，得到的碳纳米管的管径集中在50～100nm。同时，实验结果表明，催化剂对碳纳米管的形貌有一定的影响。 收起