单壁碳纳米管的ACCVD法制备及碳纳米管等富勒烯材料的拉曼光谱研究

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单壁碳纳米管(Single-walled Carbon Nanotubes,SWCNTs)具有独特的结构特性、物理特性和化学特性,具有广泛的应用前景,是当前纳米材料研究的热点之一。自从1993年发现SWCNTs以来,有关SWCNTs的制备以及结构表征等方面的研究工作受到了极大的关注。 SWCNTs的制备方法很多,包括电弧放电法、激光蒸发法、化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,CVD)等。由于能耗较低、易于放大等原因,CVD法是目前最有前途实现大规模生产SWCNTs的方法。 除碳纳米管以外,以C60为代表的全碳分子及其衍生物材料,同样由于其奇特的物理化学性质和广泛应用前景而备受研究人员的关注。富勒烯C60及其衍生物材料的研究也成为目前功能材料开发的前沿领域之一。 拉曼光谱是研究物质成份和分子结构的重要手段之一,在SWCNTs的表征方面也显示出独特的优势,拉曼峰峰位和强度能够提供SWCNTs样品结构、纯度等方面的信息。在C60及其衍生物材料的研究中,拉曼光谱也发挥了极为重要的作用,它能够提供分子丰富的振动信息。 本文主要进行了以下几方面的工作: 1、用流化床代替常用的石英舟,以Ar气流携带乙醇蒸汽进入盛有催化剂的流化床反应器,以乙醇为碳源利用化学气相沉积法(Alcohol Catalytic Chemical Vapor Deposition,ACCVD法)制备了单壁碳纳米管,并对样品的拉曼光谱和透射电镜(TEM)进行了分析。 2、改变反应过程中载气(Ar)流量和反应温度,制备了碳纳米管样品。通过对样品拉曼光谱和透射电镜的分析,研究了ACCVD法制备碳纳米管过程中Ar气流量和反应温度对产物质量的影响。 3、对C60衍生物进行了拉曼光谱表征,得到了较好的拉曼谱并对其拉曼光谱进行了详细分析。
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