碳纳米纤维剖析教学教材.ppt

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1、碳纳米纤维剖析目录4碳纳米纤维的不足以及改进1碳纳米纤维的制备方法及其物相分析2碳纳米纤维的特点3碳纳米纤维的应用领域碳纳米纤维的制备方法及其物相分析12.0制备方法2.1化学气相沉积法化学气相沉积(CVD)法是利用低廉的烃类化合物作原料，在一定的温度（500℃～1000℃）下，使烃类化合物在金属催化剂上进行热分解来合成碳纳米纤维的方法按催化剂加入或存在的方式不同，可将热化学气相沉积法分为以下几种：基体法、喷淋法和气相流动催化法2.1化学气相沉积法1）基体法基体法是在陶瓷或石墨基体上均匀散布纳米催

2、化剂颗粒（多为Fe、Co、Ni等过渡金属），高温下通入烃类气体热解，使之分解并析出碳纳米纤维。基体法可制备出高纯碳纳米纤维，但超细催化剂颗粒制备困难，一般颗粒直径较大，较难制备细直径的碳纳米纤维，此外，碳纳米纤维只在喷洒了催化剂的基体上生长，因而产量不高，难以连续生长，不易实现工业化生产。2.1化学气相沉积法2）喷淋法喷淋法是将催化剂混于苯等液态有机物中，然后将含催化剂的混合溶液喷淋到高温反应室中，制备出碳纳米纤维。该方法可实现催化剂的连续喷入，为工业化连续生产提供了可能，但催化剂与烃类气体的比例

3、难以优化，喷淋过程中催化剂颗粒分布不均匀，且很难以纳米级形式存在，因此所得产物中纳米纤维所占比例较少，常伴有一定量的炭黑。2.1化学气相沉积法3）气相流动催化法气相流动催化法是直接加热催化剂前驱体，使其以气体形式同烃类气体一起引入反应室，经过不同温度区完成催化剂和烃类气体的分解，分解的催化剂原子逐渐聚集成纳米级颗粒，热解生成的碳在纳米级催化剂颗粒上析出碳纳米纤维。由于从有机化合物分解出的催化剂颗粒可分布在三维空间内，同时催化剂的挥发量可直接控制，因此，其单位时间内产量大，并可连续生产。2.2固相合

4、成法固相合成法作为近年来报道的一种制备碳纳米管或者碳纳米纤维的新型方法，引起了较多科研工作者的关注。该方法不同于以往单一的使用气态或液态碳源的合成方法，采用固相碳源作为原料制备出碳纳米纤维，故名固相合成法2.3静电纺丝法静电纺丝是一种对高分子溶液或熔体施加高压进行纺丝的方法。静电纺丝的原理可以参照图1-1进行说明，它首先将聚合物溶液或熔体带上成千至上万伏的静电，带电的聚合物在电场的作用下首先在纺丝口形成泰勒（Taylor）锥，当电场力达到能克服纺丝液内部张力时，泰勒锥体被牵伸，且做加速运动，运动着

5、的射流被逐渐牵伸变细，由于其运动速率极快，而使得最终沉积在收集板上的纤维成纳米级，形成类似非织造布的纤维毡[1-3]。纤维毡在空气中经过280℃、30min左右的预氧化及在N2氛围中经过800℃～1000℃的炭化处理最终得到纳米碳纤维2.4物相分析·扫描电镜·SEM检测碳纳米纤维的特点2特点上海锐普广告有限公司是中国第一家精品PPT设计机构。拥有国内顶尖的PPT制作技术、顶级的PPT设计团队，坚持精益求精、拒绝平庸的做事精神，帮助您实现美观、精致、严谨、动感的PPT展示效果，让您的PPT创造卓越价

6、值。碳纳米纤维的应用领域33.1储氢和催化领域的应用碳纳米纤维具有高比表面积和吸附特性，因此可以用来储存氢气，从研究的储氢数据看，纳米碳纤维在室温储氢已具备应用前景。Baker和Rodriguez小组用化学气相沉积法制备的纳米碳纤维，在室温和10MPa压力下吸附量达到2.08，以碳纤维中碳的充填率0.1g/cm3计算，其体积吸附量超过200Kg/m3。此外，碳纳米纤维具有分子级细孔，比表面积大，边缘碳原子活性点多等优点，因此可以用来作为催化剂和催化剂的载体3.2锂离子电池负极材料碳纳米纤维可以作为

7、锂离子电池负极材料，锂离子不仅可以嵌入到管内各管径和管芯，而且可以嵌入到管间的缝隙中，从而为锂离子提供了大量的嵌入空间，有利于提高锂离子电池的充放电容量和电流密度。乔文明等用化学气相沉积法制备的碳纳米纤维作为锂离子电池负极材料初次嵌锂容量可达到533mAh/g，25次循环后可逆容量保持在274mAh/g，循环效率超过99%锂离子电池3.3复合材料领域的应用碳纳米纤维具有较高的长径比、完善的石墨化结构、高的热传导性及导电性、表面有一定的化学活性等特点，因此其一个重要用途是作为改进力学性能的增强剂，应

8、用在复合材料领域可以提高基体的拉伸、冲击强度和模量，并且导电导热性都有大幅度的提高。碳纳米纤维的不足以及改进4点击添加标题上海锐普广告有限公司是中国第一家精品PPT设计机构。拥有国内顶尖的PPT制作技术、顶级的PPT设计团队，坚持精益求精、拒绝平庸的做事精神，帮助您实现美观、精致、严谨、动感的PPT展示效果，让您的PPT创造卓越价值。讲师：谢谢观看此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢