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通过胶体合成与催化化学气相沉积方法的后续操作，在碳纳米管内形成类豆状锗纳米颗粒结构

DOI：10.1002/crat.201800123 期刊：Crystal Research and Technology 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 首次尝试通过台式胶体合成与化学气相沉积（CVD）相结合的方法，在铁填充碳纳米管（IF-CNTs）内部植入锗纳米颗粒（Ge NPs）。沉积前采用胶体法合成了尺寸为3.8±0.6纳米的Ge NPs。利用高分辨透射电镜、扫描电镜、选区电子衍射和X射线衍射等技术对Ge NPs/IF-CNTs复合结构及形貌进行表征。沉积后Ge NPs尺寸增大，几乎均匀地呈豆状分布在IF-CNTs中。与未使用Ge NPs的CNTs形成过程相比，以Ge NPs为催化剂时CNTs直径显著增大。此外，在纳米管核心外还发现了微米级矩形锗微粒（Ge μPs）。Rietveld分析显示存在γ-Fe（Fm-3m）、铁磁相α-Fe（Im-3m）、Fe3C、Ge（Fd-3m）以及多壁CNTs。结果表明Ge NPs与IF-CNTs具有协同催化作用，使两者尺寸均显著增大，远超传统方法所得结果。
作者： Ali Karatutlu，Filippo S. Boi，Rory M. Wilson，Osman Ersoy，Bulend Ortac，Andrei Sapelkin
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

采用胶体合成与催化化学气相沉积相结合的方法，研究锗纳米颗粒在铁填充碳纳米管中的植入，以探索其结构形貌特征及共催化活性。

研究成果

该研究成功展示了首次利用组装式催化化学气相沉积系统实现锗纳米颗粒植入内腔富勒烯碳纳米管（IF-CNTs），揭示了锗纳米颗粒与IF-CNTs之间的协同催化活性显著促进其尺寸增长。矩形锗微晶和碳纳米管束作为副产物的形成表明存在两步成核生长机制。

研究不足

该研究首次尝试采用此方法将锗纳米颗粒植入IF-CNTs内部，这表明合成过程存在潜在优化空间，且需进一步研究以充分理解其生长机制。

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