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| 清華大學教授成功制備出高純單壁碳納米管 |
| 來源：中國粉體技術網 更新時間：2013-12-03 20:05:12 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術網/三水）單壁碳納米管（SWCNTs）被認為是最有吸引力的納米材料之一，因為它具有許多優異特性，例如高比表面積，低缺陷密度等。高純SWCNTs可在納米復合材料填料、透明導電膜、蓄能電極材料等方面得到應用。SWCNTs的合成有許多方法，然而，單壁碳納米管總是含有大量雜質，例如無定形碳、富勒烯、石墨、石墨包覆金屬納米顆粒等，這些雜質的存在嚴重影響了SWCNTs的特性。因此，如何獲得高純度SWCNTs成為研究熱點。
碳納米管的金屬催化劑是生長、純化碳納米管的關鍵。清華大學張強、魏飛教授組采用實時在線的熱重反應器作為碳納米管生長和純化的工作環境，通過熱重天平記錄反應和純化過程中催化劑的質量變化，通過量熱測量反應過程中催化劑的熱量變化，通過質譜測量反應過程中催化劑附近的氣氛變化，從而獲得正在工作狀態中的催化劑的直接信息。結合高分辨電鏡，進而理解到在金屬催化劑生長碳納米管時，單壁管和碳包鐵的生長同時進行，單壁管高速生長，但是壽命很短，碳包鐵催化生長緩慢，但是生長周期很長。在純化過程中，金屬催化劑的外殼優先受到氧化劑的進攻，進而使普通液相難以處理的被碳包覆的金屬催化劑得到了充分的暴漏。在理解碳管形成以及純化過程中的金屬催化劑的工作原理基礎上，提出氣固超短接觸生長及二氧化碳輔助純化的途徑，將單壁碳納米管的純度提升至99.5%（質量分數）。
本研究采用的原位實時在線分析研究方法提供了高時間分辨率的質量、組成等變化信息，可以推廣到其它有質量變化和熱量變化的催化體系，進而有望對探測催化活性物種的動態變化，理解催化反應的途徑與機理提供核心依據。（文章來源：科學網）
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