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碳纳米管(CNTs)是一种新型的准一维功能材料,其结构类似于石墨的片层结构,电学性能优异,化学气相沉积法(CVD)能够在基底上直接生长CNTs阵列,具有操作工艺简单、成本低廉且管径规模大小可控等优点。定向排列的CNTs阵列在锂-空气电池领域具有巨大的潜在优势,有望提高电池的能量密度。然而,目前生长CNTs阵列多采用不导电基底,限制了其在电化学领域的直接应用,因此,我们采用CVD法分别以石英和导电碳纸作为基底制备出了定向的CNTs阵列,采用SEM等手段进行表征,并考察了工艺参数对CNTs阵列微观形貌的影响,得到如下结果：1、石英基底制备碳纳米管阵列采用浮游催化CVD法在石英基底上成功制备出高度定向且石墨化良好的CNTs阵列,并通过考察反应温度、二茂铁与二甲苯的摩尔比、反应混合气线速度等工艺参数对生成CNTs的微观形貌及沉积量的影响得出,在现有实验条件下,石英基底上制备CNTs阵列的最佳工艺条件为：反应温度为750℃、二茂铁与二甲苯的摩尔比为1/75、反应混合气线速度为1.35cm/s、载气比例(Ar/H2)为7/1、H2流量为200sccm。且反应温度和二茂铁与二甲苯的摩尔比对CNTs阵列的形成具有重要影响,适当降低反应混合气的线速度可以减少杂质的生成,优化CNTs阵列的微观形貌,CNTs的直径和沉积量随着载气中氢气流量的增加均呈现降低的趋势。2、导电碳纸基底制备碳纳米管阵列碳纸表面的预处理对化学气相沉积法生长CNTs阵列有着极其重要的影响。首先在碳纸表面涂覆一层含有催化剂前驱体的碳黑薄层—空气电极的扩散层,然后采用CVD法成功合成了定向性良好的CNTs阵列,并通过考察反应温度、二茂铁与二甲苯的摩尔比、反应混合气线速度、乙醇与二甲苯的摩尔比各工艺参数对生成CNTs的微观形貌及沉积量的影响得出：1)CNTs阵列的沉积量随温度的升高呈现先增大后减小的趋势,最佳温度为800℃；2)反应混合气线速度过低时,形成的碳管直径小,难以维持定向性；当线速度过高时,单根纳米管弯曲生长,管壁缺陷较多,杂质的生成量较大,其最佳的反应混合气线速度为1.40cm/s。3)催化剂对碳纳米管的微观形貌和结构有直接影响,当二茂铁与二甲苯的摩尔比较低时,不利于CNTs的连续生长,长度较短；当二茂铁的摩尔比过高时,则导致生成的碳管管壁缺陷较多,且生长的CNTs管径不一,不利于CNTs阵列的生长,其最佳二茂铁与二甲苯的摩尔比为1/30。4)二甲苯中加入适量的乙醇,能够为催化剂颗粒表面起到防护作用,大幅度提高CNTs的生长速率,得到的CNTs具有类似石墨的结构。5)导电碳黑层／碳纸基底上CNTs阵列的生长遵循顶部生长模式。