水助浮游催化剂化学气相沉积法连续合成双壁碳纳米管

摘要： 采用水助浮动催化剂化学气相沉积（FCCVD）法合成并连续收集了双壁碳纳米管（DWCNTs）。与传统水助合成法（水蒸气作为载气混合物组分）不同，我们将去离子水引入催化剂体系，从而实现了更均匀可控的分布以高效制备DWCNTs。通过优化条件的水助FCCVD工艺，观察到从多壁到双壁碳纳米管的转变——管径从19-23纳米缩小至10-15纳米，同时拉曼光谱IG/ID比值升高至10.23，热重数据分解峰位移也佐证了这一变化。为表征力学与电学性能提升，我们制备了不同水浓度的FCCVD-CNT/双马来酰亚胺（BMI）复合材料，沿束流排列（收集）方向测得高达1720 S/cm的电导率，纳米压痕测试显示轴向约化模量为65 GPa。纵向与横向性能比较显示各向异性比稳定在~3。该方法在保持高质量的同时具备连续生产能力，有望改进DWCNTs的大规模生产工艺，并可能增强碳纳米管纳米复合材料在结构与电学领域的应用。