铜基板法制备纳米碳纤维薄膜的研究.pdfVIP

06 弹性体，2014 研究·开发 CHINA 铜基板法制备纳米碳纤维薄膜的研究* 黎洪亮，李殿瑜，王桂雪，谢广文一 (青岛科技大学材料科学与工程学院。山东青岛266042) 摘要：以乙炔(c。H。)作为碳源．采用化学气相沉积法fcVD)在经过苹酸溶液腐蚀的铜基板表面 形貌表征，并对碳纤维薄膜进行其在基板上的附着性测试。结果表明，苹酸腐蚀时间、化学气相沉积反 应时间的变化等因素对纳米碳纤维薄膜的生长与形貌有一定影响。在反应温度为350℃时，铜基板表 面制备出了一层均匀的纳米碳纤维薄膜．纤维直径为300～400nln．薄膜的厚度为20～30脚。制备的 纳米碳纤维薄膜对基板有良好的附着性。 关键词：铜基板催化；化学气相沉积；纳米碳纤维薄膜；附着性 3174(2014、)03～002406 中图分类号：TQl53．2文献标识码：A 文章编号：1005 自纳米碳纤维发展以来．其优异的物理化学 实现低温、低成本、大面积生产纳米碳纤维薄 性质，比如高强度、高比表面积、低电阻率、良好场 膜[89I。 发射性能以及介电性质等[，3独特的性能和潜在应 本文采用化学气相沉积法，以经草酸溶液腐 用，使其在社会科学研究中的关注日益增长[引，并 蚀后的铜板作为催化剂基体，用乙炔作为碳源，制 广泛地应用在诸多领域中[sI。制备纳米碳纤维方 备出纳米碳纤维薄膜。实验中考察了在基板处理 法主要有以下几种：电弧法、激光蒸发法和化学气 过程中．草酸溶液腐蚀时间、腐蚀液浓度、化学气 相沉积法[蜘，其中化学气相沉积法制备出的纳米 相沉积反应时间以及添加剂的种类等因素对纳米 碳纤维产量高，且设备工艺较简单，能够实现大 碳纤维薄膜形成的影响，并对碳纤维薄膜进行其 量、低廉和定向合成．因此化学气相沉积法一直是 与基板的附着性测试。结果表明．经草酸溶液腐 纳米碳纤维制备的研究热点。在气相生长方法制 蚀后的铜基板上生长出连续的纳米碳纤维薄膜， 备出来的碳纤维结构中．碳具有内层和外层结构． 并与基板具有良好的附着性。 内层碳原子是以sp2排列的晶态结构组成的初期 纤维，具有理想的石墨结构和中问空心，外层碳为 热解碳覆盖结构[6I。基板法是以基板上颗粒作为 1．1 原料 直接催化剂或者首先在基板上沉积催化剂前躯 30H1H1×30mmX1 体．再直接生长纳米碳纤维[7I。继铁、钴、镍以后． 翔铜材有限公司；丙酮：分析纯，烟台三和化学试 许多金属也被用作催化剂和基体，以制备纳米碳 剂有限公司；草酸：分析纯，天津市河东区红岩试 管和纳米碳纤维，其中用铜作为基板材料既简化 剂厂；酒石酸：分析纯，天津博迪化工股份有限公 了制备碳纤维的工艺．又可以得到高质量的产品． 司；硫酸：分析纯，莱阳经济技术开发区精细化工 厂；六次甲基四胺(乌洛托品)：分析纯．天津市瑞 *基金项目：山东省自然科学基金项目 金特化学品有限公司；十六烷基三甲基溴化铵 (ZR2011EMM005) **通讯联系人 作者简介：黎洪亮(19881．男．广西梧州人，硕士研究生． 主要研究方向为纳米碳纤维的制备与表征。 司；聚乙二醇20000(PEG 万方数据0210 收稿日期：2014 市大茂化学试剂厂。 1．2仪器设备 6700F 场发射