等離子體制備與改性碳材料.pdf

1、近幾十年來，等離子體法制備和改性納米碳材料在科學研究和工業(yè)應用上都獲得了大量的關注，等離子體過程中得到的碳材料具有較高的石墨化程度和優(yōu)異的導電性能，能夠被應用在多種領域，其工藝流程也具有光明的應用前景。本論文的主要內容包括兩部分：等離子體法制備和改性納米碳材料。主要利用透射電鏡、掃描電鏡、X射線衍射儀、拉曼光譜儀、元素分析儀和比表面積測試儀等對納米碳材料的形貌、結構和含量等進行了表征。
　　在制備碳材料方面：
　　（1）通過

2、單組交流放電電弧等離子體法裂解丙烷制備結構可控的納米碳材料，采用了交流放電法和流化床技術相結合的工藝。分別考察了不同電極材料、放電頻率、氬氣和丙烷的流量，以及電加熱輔助裂解的溫度等因素，確定最優(yōu)化條件以得到高產(chǎn)率和優(yōu)異結構的炭黑。在流化床中加入電加熱輔助后發(fā)現(xiàn)熱裂解加強了等離子體裂解的效果并對生成炭黑的機理進行了分析。
　?。?）通過雙組交、直流組合放電等離子體對丙烷進行裂解來制備納米碳材料。將交流和直流電弧放電等離子體首次結合到

3、一起，分別考察了交流和直流部分的電極材料，交流部分的放電頻率，直流部分的放電電流和丙烷與氬氣的流量對產(chǎn)物炭黑的形貌、組成和結構的影響。發(fā)現(xiàn)最優(yōu)化條件下制備得到的炭黑的吸附重金屬離子能力較強，添加到工程塑料后的復合物的電學性能和機械性能都有很大的提高。
　　在改性碳材料方面：
　?。?）通過交流電弧放電等離子體結合流化床反應裝置來改性納米碳材料，使用空氣和氮氣作為等離子體發(fā)生氣體，考察了交流電弧放電的電功率和改性時間兩大因素。

4、空氣等離子體改性后的炭黑和碳納米管具有較高的比表面積和較強的親水性，氮氣等離子體改性后的碳納米管在形貌和結構上有著顯著的區(qū)別。
　?。?）通過介質阻擋放電等離子體結合下行床裝置來改性納米炭黑，使用空氣作為等離子體發(fā)生氣體?？疾炝私橘|阻擋放電的電壓對炭黑形貌和結構的影響，高電壓改性的條件下，炭黑表面的氧元素和氮元素含量有所增加，親水性和分散有所提升；使用氮氣和氬氣等離子體改性碳納米管，分別考察了改性電壓和改性次數(shù)對碳納米管的影響。氮