ソルボサーマル合成均一多孔体を核とするCNT球状高次構造体の合成と等方性機能応用

溶剂热合成均匀多孔核碳纳米管球形高阶结构的合成及各向同性函数的应用

• 批准号: 22K04819
• 负责人: 小廣 和哉
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kochi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04819/
• 关键词: 金属酸化物球状多孔体; ソルボサーマル合成; CNT球状構造体; メタマテリアル; カーボンナノチューブ; 球状多孔体

サブミクロンサイズの球状触媒上に全方向に成長させた長尺で均一な長さの高密度頭髪状カーボンナノチューブ（CNT）構造体（以下、等方性CNT構造体）の合成を試みた。まず、サブミクロンサイズの球状金属酸化物多孔体（TiO2、ZrO2、SnO2、CeO2）に担持したCNT触媒（FeOx、CoOx、NiOx）を一段階ソルボサーマル法および二段階含浸法で調製した。これらの触媒を用い、アセチレンガスを炭素源とする化学熱気相成長法により、等方性 CNT構造体の合成を試みた。その結果、CNT成長触媒と触媒担体の各種組み合わせの中で、とりわけCNT成長触媒にFeOx、担体にZrO2を組合わせた球状多孔体触媒が、温度730 ℃、圧力65 Pa、アセチレンガス流量10 sccm、反応時間10 sの条件で、最も効率よく等方性CNT構造体を生成した。得られた等方性CNT構造体は、電子顕微鏡観察により、直径約500 nm核から全方向に約3μmのCNTが均一に成長した、ウニ状というよりは頭髪状の綿菓子のような構造をしていた。さらに詳細に観察すると、ソルボサーマル触媒を用いたCNT構造体は結晶性が高く、緻密で太く直線的であったが、含浸触媒を用いたCNT構造体はややまばらで細く、カールしていた。これら綿菓子状のCNT構造体が複数個集合することで、ユニークな層構造を構築することも見出した。

我们试图合成长长的长度高密度的高密度碳纳米管（CNT）结构（以下称为各向同性CNT结构），这些结构在亚微米尺寸的球形催化剂上的各个方向生长。首先，通过单步溶剂热方法和两步浸泡的方法制备了亚微米级金属氧化物体（TiO2，ZRO2，SNO2，CEO2）支持的CNT催化剂（Feox，Coox，Niox）。使用这些催化剂，我们试图通过化学热相沉积使用乙炔气体作为碳源来合成各向同性CNT结构。结果，在CNT增长催化剂和催化剂支持的各种组合中，尤其是球形多孔催化剂，特别是，在CNT增长催化剂和ZRO2的Feox组合中，在730°C的温度下，在730°C反应的情况下，产生了各向同性CNT的CNT结构，并产生了最有效的效率，Acety and Acty and acetem and a cy and acety scety scety casetem ancety casty coveme casty cop效率效率最高。 s。如此获得的各向同性CNT结构的结构类似于头发样棉花糖，而不是海胆，其中大约3μm的CNT通过电子显微镜在四面八方均匀地生长，该cnt的直径约为500 nm。进一步的详细说明，使用溶剂热催化剂的CNT结构高度结晶，致密，厚和线性，而使用浸渍催化剂的CNT结构则略稀疏，薄且卷曲。还发现，可以通过积累多个棉花糖般的CNT结构来构建独特的层结构。