高温退火一步非破坏性纯化碳纳米管

摘要

针对催化化学气相法合成的碳纳米管含有金属、金属氧化物和碳杂质,且缺陷较多进行了非破坏性纯化研究.基于碳纳米管与碳杂质间结构、性质的微小差异,1800℃使粗制的碳纳米管高温退火3 h,为避免碳纳米管氧化,高温退火过程在氩气气氛中完成.运用扫描电镜、透射电镜观察碳纳米管的形貌和结构,发现高温退火后,碳纳米管的端帽大部分被打开.能谱检测显示,粗制的碳纳米管中的杂质(Al,Si,Ni,Cu质量分数w分别为4.67%,0.27%,40.12%和1.34%)退火后被除去.拉曼分析表明,退火前后石墨D,G峰面积Sp,SG分别从1314900降至474921,767157降至566292,退火不仅有效地去除了样品中的碳杂质,而且使碳纳米管的缺陷得到一定程度的修复,石墨化度随之大大提高.研究提出了一种简单的、非破坏性的、便于规模化的纯化方法.