【摘 要】
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本论文首先采用催化热解的方法制备出碳纳米管、碳氮纳米管、硼碳氮纳米管和镓掺杂碳纳米管,并通过SEM、TEM、拉曼光谱仪对各种纳米管进行研究。镍/二茂铁催化作用下生成的多
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本论文首先采用催化热解的方法制备出碳纳米管、碳氮纳米管、硼碳氮纳米管和镓掺杂碳纳米管,并通过SEM、TEM、拉曼光谱仪对各种纳米管进行研究。镍/二茂铁催化作用下生成的多壁碳纳米管直径分布主要集中在50nm左右。在980℃下制备的碳氮纳米管的直径在15-60nm之间,呈现“竹节”状结构管体,存在大量弯曲分子面。BCN纳米管中“竹节”状较为明显,每一节的间距基本相等,直径约50nm,壁厚约7nm。结晶程度较高,在外管壁上没有发现大量的非定形碳。镓掺杂碳纳米管为常规中空管,弯曲较少,直径在30-70nm范围内。对其进行能谱分析,测得管中镓的含量小于1%。 在此基础上,对不同质量的碳氮纳米管在对硝基苯酚溶液中的吸附性能进行研究,结果表明,碳氮纳米管吸附性能高于碳纳米管,并对吸附机理进行了探讨。 利用丝网印刷方法制得各种纳米管薄膜。在高真空系统(5.0×10-5Pa)下对各种纳米管薄膜进行场发射性能进行研究。实验中测得碳纳米管的开启电场为2.22V/μm,当电场增加到5.7V/μm时,电流密度达到1400μA/cm2。碳氮纳米管的开启电场为1.1V/μm,当电场增加到5.7V/μm时,电流密度达到300μA/cm2,硼碳氮纳米管的开启电场为4.4V/μm,然而硼碳氮纳米管的发射电流非常微弱,当电场升至5.7/μm时,电流密度仍在50μA/cm2以下,镓掺杂碳纳米管的开启电场为1.0V/μm,当电场增加到2.6V/μm时,电流密度达到500μA/cm2,场发射性能要远优越于前三种纳米管薄膜。
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