透過改良催化劑 科學家制成長達14釐米的碳奈米管束

2020年11月05日 11:53 1231 次閱讀 稿源:cnBeta。COM 0 條評論

早稻田大學的一支研究團隊,剛剛展示了他們最新的碳奈米管(CNT)簇生長技術。新方案能夠生成長達 14 釐米(5。5 英寸)的碳奈米管束,或有助於簡化未來的量產過程。據悉,碳奈米管的直徑只有數奈米,在輕巧堅固材料、光學 / 濾水 / 電池 / 電晶體等領域均表現出了讓人矚目的前景。

(來自:Waseda University)

此前橫亙在碳奈米管應用面前的一大阻礙,就是難以批次生產。雖然此前已有研究團隊設法讓單個碳奈米管生長到 50 釐米(19。7 英寸),但實用性仍相當有限。

在將目光瞄向碳奈米管(CNT)簇之後,相關研究團隊也一直都在努力突破 2 釐米(0。8 英寸)的限制,直到我們突然見到來自早稻田大學的 14 釐米(5。5 釐米)。

為了實現這一目標,研究團隊首先需要解決管道內的催化劑劣化問題。研究作者 Hisashi Sugime 指出:

“常規技術下,催化劑的結構會逐漸變化,最終導致 CNT 停止生長。為此我們將精力放在瞭如何抑制這種結構變化,以支援 CNT 長期生長的新技術上”。

具體說來是,研究人員在塗覆了鐵鋁氧化物的矽基材之上,添加了一層新的物質,從而減緩了催化劑的降解速率。但若僅藉助這一種方案,也只能將 CNT 管束生長到 5 釐米(2 英寸)左右。

其次,研究團隊想到了將催化器放入化學氣相沉積室。在將催化劑加熱到 750℃(1382℉)之後,又於室溫下加入少量鐵鋁蒸汽,最終將催化劑效用延長到了 26 個小時。

更重要的是,透過對新形成的碳奈米管束進行分析,可知其效能和純淨度與其它方法幾乎沒有差別。有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《Carbon》期刊上。

原標題為《Ultra-long carbon nanotube forest via in situ supplements of iron and aluminum vapor sources》。

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