碳納米管薄膜電極電容去離子及碳納米管負載氧化鐵的研究.pdf

1、碳納米管具有納米管腔結構、較高的比表面積和優(yōu)良的導電性等特點，作為新一代的納米材料，被廣泛應用在儲氫材料、量子納米線、催化劑載體和能量存儲器件(如超級電容器)等眾多領域。本文主要在以下兩個方面進行了碳納米管的應用研究： 1.碳納米管負載氧化鐵的制備和機理研究采用了兩種不同的處理方法對碳納米管進行預處理，然后將處理過的碳納米管在Fe(NO3)3溶液中浸泡，最后在高溫下熱處理，得到碳納米管負載Fe2O3催化劑，借助TEM和XRD對碳

2、納米管負載Fe2O3進行結構表征，并利用IR和TGA結果探討了催化劑負載的機理。實驗結果表明：采用兩種不同的方法處理的碳納米管在Fe(NO3)3溶液中浸漬后高溫下進行熱處理，可以得到碳納米管負載Fe2O3催化劑，負載效果明顯。對機理的研究表明：氧化鐵是由Fe(NO3)3直接分解得到，其晶型為α-Fe2O3。采用混酸處理的碳納米管負載氧化鐵催化劑效果更佳。本方法簡單易操作，可以通過控制浸泡時間的長短來控制負載量，為碳納米管負載催化劑方面的

3、工作提供的一種新穎、簡易的方法。 2.碳納米管薄膜電極電容去離子器的研制及性能研究采用低壓化學氣相沉積(LPCVD)裝置在金屬導電基體上直接生長具有高比表面積的復合納米碳基薄膜材料，這種復合納米碳基薄膜材料中含有大量碳納米管。直接采用這種生長在鎳片基體上的碳納米管薄膜作為電容去離子器(CDD)的電極材料制備了小型電容去離子裝置，通過TEM、SEM、拉曼光譜和比表面與孔徑分析儀對碳納米管薄膜進行了結構表征，并使用不同種類的鹽溶液研

4、究其去離子性能。研究結果表明：碳納米管薄膜電極的去離子效果明顯、電極可重復使用、能耗低、去鹽率最高可達70％以上。電極電壓、溶液的初始濃度、流速、電極數目和離子種類對去鹽工藝有明顯影響，兩種后處理工藝等離子刻蝕和空氣退火都不利于去離子性能的提高，制備態(tài)的碳納米管薄膜電極無需進行后處理，就具有較好的電容去離子性能。電容去離子的吸附等溫曲線符合朗繆比爾(Langmuir)吸附等溫線，根據模擬結果可以假定碳納米管薄膜表面是單分子層覆蓋。此方法