煤基納米和微米炭材料的電弧法制備研究

定　價：￥45.00

作　者：	李永峰著
出版社：	大連理工大學(xué)出版社
叢編項：	大連理工大學(xué)學(xué)術(shù)文庫
標(biāo)　簽：	工業(yè)技術(shù) 一般工業(yè)技術(shù)

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ISBN：	9787561181614	出版時間：	2013-10-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	174	字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡介

　　以廉價碳源——煤炭為原料，采用等離子電弧放電法較系統(tǒng)地開展了煤基納米炭素材料的制備研究，成功制備得到了富勒烯和多種結(jié)構(gòu)形態(tài)的碳納米管；研究了煤基納米炭材料的微觀形貌及其生長機理，同時探討了在催化劑和等離子體電弧輔助條件下熱解烴類氣體，以煤基炭棒為基體制備微米炭材料的技術(shù)途徑。主要的研究結(jié)果如下：以煤為原料實現(xiàn)了煤基富勒烯的大量制備。激光時間飛行質(zhì)譜的檢測發(fā)現(xiàn)，煤基富勒烯煙灰中含有多種高碳富勒烯；在最佳實驗條件下粗富勒烯的產(chǎn)率可達6．77％（與煙灰的重量比）。制備得到了多種不同形態(tài)的煤基多壁碳納米管。由不同變質(zhì)程度的煤種制備得到的碳納米管在產(chǎn)率上有很大差異，順序如下：無煙煤>煙煤>褐煤；在最佳實驗條件下煤基多壁碳納米管的產(chǎn)率可達9．16％；控制電弧放電狀態(tài)可以制備出宏觀量的竹節(jié)形碳納米管、Y形碳納米管和巨型富勒烯。實驗結(jié)果表明，影響碳納米管形態(tài)和產(chǎn)率的主要因素包括煤基炭棒的結(jié)構(gòu)、催化劑和電弧的放電狀態(tài)等數(shù)個方面。在《大連理工大學(xué)學(xué)術(shù)文庫：煤基納米和微米炭材料的電弧法制備研究》實驗條件下，以無煙煤為原料制備單壁碳納米管的產(chǎn)率最高，煙煤次之，褐煤最差；以I．a(chǎn)—Ni為催化劑獲得的單壁碳納米管的產(chǎn)率較高（1．67％，以消耗的煤基炭棒為基準(zhǔn)）；由不同催化劑得到的單壁碳納米管的直徑大小順序為：Fe>Ni>La—Ni。在低真空條件下，用電弧放電方法以煤為原料制備出雙壁碳納米管，產(chǎn)率和純度均較高；得到的雙壁碳納米管的直徑均勻，大約70％左右的煤基雙壁碳納米管的直徑分布在4．O～4．5nm。通過在煤中添加催化劑，電弧放電條件下，以煤為起始原料獲得了一種外形新穎的球形炭，其直徑分布在10～20um，炭球之間的結(jié)合形態(tài)有鏈狀、平板狀及樹狀等，且具有較高的石墨化程度。用發(fā)射光譜（oEs）技術(shù)對電弧等離子體進行了原位診斷研究，結(jié)果表明反應(yīng)體系中存在的C2自由基可能是形成微米炭材料的主要中間體之一。

作者簡介

　　李永峰．l976年．1月出生．漢族．博士．中國石油大學(xué)（北京）教授．2007全國百篇優(yōu)秀博士論文獲得者，201 1年八選中組部首批“青年千人計劃”。2004年獲得大連理工大學(xué)化學(xué)工藝專業(yè)博士學(xué)位，畢業(yè)后長期在日本東北大學(xué)工作，2011年10，9回國工作，從事的科研方向包括煤基炭新型納米材料的制備與應(yīng)用研究以及石油瀝青殘渣高附加值利用及功能化研究。在J Am Chem Soc等刊物和國際會議上發(fā)表論文90多篇（發(fā)表論文被scl收錄50篇．影響因子總和在160左右．SCl他引460余坎，H因子13）；申請專利6項；擔(dān)任JACS，ACS Nano Small等17種國際學(xué)術(shù)期刊審稿人，國際期刊OPenJournal of Microphysics編委；在國際會議上做學(xué)術(shù)報告30余次。榮獲多項獎勵和表彰．包括：日本學(xué)術(shù)振興會外國人特別研究員獎學(xué)金、遼寧省科學(xué)技術(shù)自然科學(xué)二等獎、日本應(yīng)用物理學(xué)會（等離子體/電子）學(xué)科獎．入選教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃等。在國內(nèi)和日本，主持或作為骨干參與完成及正在實施多項科研項目。

圖書目錄

1 緒言
1.1 神奇的碳世界
1.2 富勒烯和碳納米管的發(fā)現(xiàn)
1.3 碳納米管的分類與結(jié)構(gòu)
1.4 富勒烯和碳納米管的制備
1.4.1 富勒烯的制備方法
1.4.2 多壁碳納米管的制備方法
1.4.3 單壁碳納米管的制備方法
1.4.4 雙壁碳納米管的制備方法
1.5 富勒烯和碳納米管的性質(zhì)與應(yīng)用
1.5.1 富勒烯的性質(zhì)與應(yīng)用
1.5.2 碳納米管的性質(zhì)與應(yīng)用
1.6 其他新穎形態(tài)炭材料的發(fā)現(xiàn)
1.7 本課題研究的內(nèi)容與意義
2 煤基富勒烯的電弧制備研究
2.1 引言
2.2 富勒烯的制備
2.2.1 實驗原料
2.2.2 實驗裝置
2.2.3 實驗方法
2.3 煤基富勒烯的提取過程
2.4 煤基富勒烯的激光時間飛行質(zhì)譜表征
2.5 煤基富勒烯的副產(chǎn)物分析
2.6 影響煤基富勒烯產(chǎn)率的因素
2.6.1 煤種的影響
2.6.2 緩沖氣體及其壓力的影響
2.6.3 煤基炭棒電弧的發(fā)射光譜診斷
2.6.4 煤基富勒烯的形成機理
2.7 小結(jié)
3 煤基多壁碳納米管的制備研究
3.1 引言
3.2 多壁碳納米管的制備
3.2.1 煤樣的選取
3.2.2 多壁碳納米管制備
3.2.3 煤基碳納米管的表征及潛在應(yīng)用
3.2.4 影響煤基多壁碳納米管制備的因素
3.3 煤基竹節(jié)形碳納米管的發(fā)現(xiàn)與制備
3.3.1 竹節(jié)形碳納米管的制備
3.3.2 竹節(jié)形碳納米管的表征
3.3.3 電弧放電模式對碳納米管形態(tài)的影響
3.3.4 碳納米膠囊（巨型富勒烯）的發(fā)現(xiàn)
3.4 煤基Y形碳納米管的制備
3.5 電弧法制備煤基碳納米管的形成機理
3.5.1 電弧等離子體對碳納米管形成的影響
3.5.2 煤的結(jié)構(gòu)對碳納米管形成的影響
3.5.3 催化劑對竹節(jié)形和Y形碳納米管的影響
3.6 小結(jié)
4 煤基單壁、雙壁碳納米管和納米炭棒的制備研究
4.1 引言
4.2 煤基單壁碳納米管的制備
4.2.1 復(fù)合煤基炭棒的制備
4.2.2 復(fù)合炭棒的電弧放電過程
4.3 單壁碳納米管的表征
4.3.1 單壁碳納米管的電鏡觀察
4.3.2 單壁碳納米管的拉曼光譜表征
4.3.3 煤基單壁碳納米管制備的影響因素
4.4 煤基雙壁碳納米管的制備
4.4.1 實驗過程與結(jié)果
4.4.2 雙壁碳納米管的電鏡觀察
4.4.3 雙壁碳納米管的拉曼光譜分析
4.4.4 雙壁碳納米管的孔結(jié)構(gòu)及比表面積
4.4.5 雙壁碳納米管的可能形成機理
4.5 炭納米棒的制備
4.5.1 制備方法
4.5.2 炭納米棒的表征
4.5.3 炭納米棒的潛在應(yīng)用
4.6 小結(jié)
5 電弧等離子體法制備炭微球
5.1 引言
5.2 炭微球的制備方法
5.3 煤基炭微球的表征
5.3.1 煤基炭微球的電鏡觀察
5.3.2 炭微球的拉曼光譜和X一射線衍射分析
5.4 炭微球的形成機理
5.4.1 煤基炭微球形成的影響因素
5.4.2 煤的基本結(jié)構(gòu)單元
5.4.3 煤基炭微球的形成機理
5.5 小結(jié)
6 電弧法制備微米炭材料的研究
6.1 引言
6.2 制備方法
6.2.1 電極的制備
6.2.2 實驗過程與結(jié)果
6.3 炭微米樹的電鏡觀察
6.3.1 乙炔裂解制備炭微米樹
6.3.2 甲烷裂解制備炭微米樹
6.3.3 影響炭微米樹生長的因素
6.4 生物形態(tài)微米炭材料的制備
6.5 花形微米炭材料的電鏡觀察
6.6 電弧放電條件下微米炭的形成機理
6.6.1 微米炭形成的前驅(qū)體
6.6.2 乙炔在電弧等離子體中的分解狀況
6.6.3 煤基炭棒的物理結(jié)構(gòu)
6.6.4 炭微米樹的可能形成機理
6.7 小結(jié)
7 結(jié)論
參考文獻
創(chuàng)新點摘要
作者學(xué)術(shù)成果索引
致謝