喷嘴式CVD反应器结构对碳纳米管生长影响的数值模拟

摘要

化学气相淀积(CVD)是合成碳纳米管最有效的方法之一,通过采用计算流体动力学(CFD)模拟方法建立喷嘴式CVD反应器的模型来模拟合成碳纳米管碳源,该模型可考虑质量、动量、热和反应物的质量分数以及产品种类、化学反应守恒问题。基于该模型,模拟了喷嘴式CVD反应器与非喷嘴式CVD反应器在反应过程中反应生成物分布与碳沉积速率分布,分析了喷嘴式CVD反应器在不同温度下碳沉积速率的变化规律。数值模拟结果表明:喷嘴式CVD反应器在反应过程中生成C的效率要优于非喷嘴式CVD反应器,并且在一定温度范围内,喷嘴式CVD反应器内部的碳沉积速率随着温度的升高而逐渐升高。