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工业级碳纳米管生产线

工业级碳纳米管生产线

  • 所属分类:工业级碳纳米管生产线
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  • 发布时间:2023-07-04 16:21:03
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工业级碳纳米管生产线概况:

纳米碳管(CNTs)自1991年被Iijima在高分辨透射电镜(HRTEM)下发现以来,以它特有的力学、电学和化学性质以及独特的准一维管状分子结构和在未来高科技领域中所具有的许多潜在的应用价值,迅速成为化学、物理及材料科学等领域的研究热点。

目前,纳米碳管在理论计算、制备和纯化、生长机理、光谱(Raman、IR、HRTEM、XPS、XRD、EDR等)表征、物理化学性质以及在力学、电学、化学和材料学等领域的应用研究正在向纵深发展,在一些方面已取得重大突破。

工业级碳纳米管生产线

纳米碳管(CNTs) 的分子结构:

纳米碳管(CNTs)即管状的纳米级石墨晶体,是单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管。每层纳米管是一个由碳原子通过SP2杂化与周围3个碳原子完全键合后所构成的六边形平面组成的圆柱面。其平面六角晶胞边长为2146~,短的碳—碳键长1142~。

根据制备方法和条件的不同,CNTs存在多壁纳米碳管(MWNTs)和单壁纳米碳管(SWNTs)两种形式。MWNTs的层间接近ABAB⋯⋯堆垛,其层数从2~50不等,层间距为0134±0101nm,与石墨层间距(0134nm)相当。MWNTs的典型直径和长度分别为2~30nm和011~50Lm。SWNTs典型的直径和长度分别为0175~3nm和1~50Lm。与MWNTs相比,SWNTs是由单层圆柱型石墨层构成,其直径大小的分布范围小,缺陷少,具有更高的均匀一致。无论是MWNTs还是SWNTs都具有很高的长径比,一般为100~1000,高可达1000~10000,完全可以认为是一维分子。CNTs有直形、弯曲、螺旋等不同外形。在MWNTs中,不同石墨层的螺旋角各不相同。由Euler定理可知,在CNTs的弯曲处,一定要有成对出现的五元环和七元环才能使CNTs在弯曲处保持光滑连续。而封闭的两端半球形或多面体的圆拱形是由五元环参与形成的。

但是实际制备的CNTs或多或少存在这样那样缺陷,主要缺陷有3种类型:拓扑学缺陷,重新杂化缺陷和非完全键合缺陷。

我公司开发出等离子体碳氢化合物催化分解法制备CNT s 的装备

等离子体碳氢化合物催化分解法作为制备CNTs的一种主要的方法,金属粒子存在着不同取向的晶面。只有那些晶格常数合适的晶面对碳氢化合物的吸附分解具有活性。生成CNTs的关键步骤是碳氢化合物在金属的活性晶面上吸附并分解,生成碳原子簇(carbonspecies)。这些碳原子簇溶解在(液体)金属中并从活性晶面通过金属粒子体相扩散至对应的另一端晶面,在对应的另一端晶面上沉积并形成CNTs或碳纤维。所以碳氢化合物催化分解法制备的碳纤维或CNTs一端向空中伸展,另一端则连结在催化剂颗粒上。在这一连串过程中,扩散是主要步骤。这可从碳原子簇的扩散活化能等于碳纤维的生成活化能和CNs生成活化能得到证实。我公司根据以往大量实验认为吸附、分解生成的碳原子簇在具有活性晶面上的浓度大于对应的另一端晶面上的浓度,从而推动碳原子簇从(液体)金属的一面向另一晶面的扩散,从而形成网状结构。到目前为止,等离子低温催化法(尤其是碳氢化合物催化分解法)作为制备CNTs的主要方法之一,较电弧法有许多优点,其研究的人更多、范围更广。

历史上,由于对用金属催化剂催化分解碳氢化合物制备碳纤维的方法和生长机理已进行了深入的研究。而生产CNTs的方法和机理又与之几乎相同,故等离子体催化法生产CNTs比电弧法发展得更快。

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