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一种用于规模化气溶胶化学气相沉积合成具有定制特性单壁碳纳米管的火花放电发生器
摘要： 我们设计并制造了一种无废气排放的火花放电发生器，用于稳健的气溶胶化学气相沉积法合成单壁碳纳米管。系统研究表明，该发生器能简便且可重复地精确控制催化剂颗粒尺寸，从而调控碳纳米管的生长。通过综合运用多种方法（气溶胶颗粒微分迁移率分析、光谱学、扫描与透射电子显微镜、拉曼光谱及原子力显微镜），我们揭示了碳纳米管的缺陷程度、长度及直径分布与发生器特定参数（如电极特性：击穿电压、组成和电流；以及周围介质特性：载气种类和流速）之间的关联。该设计实现了纳米颗粒形成过程与碳纳米管成核过程的分离，使生长参数与单壁碳纳米管直径分布相互独立，从而提升了工艺的可扩展性。例如，击穿电压对所产碳纳米管的直径和长度分布几乎无影响，却严格控制着产量。本研究重点制备具有显著缺陷性的短碳纳米管（长度<500纳米），适用于药物递送和晶体管应用。
关键词： 单壁碳纳米管、差分电迁移率分析仪、催化剂活化、火花放电发生器、气溶胶化学气相沉积、流化床反应器
更新于2025-11-14 17:03:37
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火花放电气溶胶CVD反应器用于单壁碳纳米管生长的微调：异相成核的作用
摘要： 我们报道了近期设计的一种配备催化纳米颗?；鸹ǚ诺绶⑸鞯淖爸?，该装置可实现单壁碳纳米管的稳健气溶胶化学气相沉积合成。我们实现了对所产碳纳米管直径分布和缺陷程度的精准调控。通过与最常用的气溶胶CVD反应器（以二茂铁为催化剂前驱体）进行合理对比，我们揭示了活化程序的作用：火花放电发生器提供纳米颗粒气溶胶（非原位路线），而二茂铁蒸汽在纳米管生长区分解实现催化剂的原位形成。在其他参数相同条件下，我们采用综合方法（气溶胶颗粒微分迁移率分析、光谱学、扫描与透射电镜、拉曼光谱及原子力显微镜）揭示了不同纳米管生长特性（直径与长度分布、产率、缺陷程度）的差异。研究表明火花放电反应器中的非原位活化会导致纳米颗粒过度凝聚，降低其利用率；但该方法使纳米管关键性能参数不受影响，为装置规?；峁┝丝赡堋?
关键词： 火花放电发生器、差分迁移率分析仪、气溶胶化学气相沉积合成法、催化剂活化、浮动催化剂、单壁碳纳米管
更新于2025-09-16 10:30:52