李佳倫

摘 要：隨著碳納米管高分子復(fù)合材料被廣泛應(yīng)用，但是還存在碳納米管結(jié)構(gòu)難以調(diào)控和性能無(wú)法得到保證問(wèn)題，制備取向碳納米管高分子復(fù)合材料新方法，可以互動(dòng)膜狀和纖維狀復(fù)合材料。本文通過(guò)對(duì)于化學(xué)氣相沉積方法合成研究，提高對(duì)于高質(zhì)量碳納米管陳列，具有非常普遍的適用性，同時(shí)通過(guò)對(duì)于物理性能研究，要對(duì)碳納米管復(fù)合材料機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電率數(shù)據(jù)分析，保證碳納米管高分子材料作為新型電極太陽(yáng)能電池合理應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：碳納米管；高分子；復(fù)合材料；制備應(yīng)用

一、碳納米管高分子新型復(fù)合材料制備概念

碳納米管是由石墨片層卷繞形成的中空管，根據(jù)層數(shù)不同，可以分為單壁和多壁碳納米管，獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予了碳納米管的力學(xué)和店里學(xué)性能，需要合理提高楊氏量和拉伸強(qiáng)度，同時(shí)要對(duì)于碳納米管的結(jié)構(gòu)材料、電子器件和生物醫(yī)藥化學(xué)特性合理認(rèn)識(shí)。有效的解決制備碳納米管復(fù)合材料，提高分子復(fù)合形成宏觀尺度認(rèn)識(shí)，通常情況下碳納米管之間會(huì)有微小的結(jié)構(gòu)差異變化，需要重視對(duì)于碳納米管高分子復(fù)合材料大規(guī)模制備管理，提高材料的高強(qiáng)度、高電導(dǎo)率和高熱穩(wěn)定性，從而保證材料柔和性、低成本和容易加工特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料高效作用，提高復(fù)合材料碳納米管制備抗靜電性，提高產(chǎn)品機(jī)械性能，保證材料結(jié)構(gòu)合理性。

二、取向碳納米管高分子復(fù)合材料制備方法

1.制備主要方法可以分為三種辦法，溶液混合、熔融混合和原位合成，這些方法都被廣泛應(yīng)用，但是還面臨很多挑戰(zhàn)，碳納米管在高分子無(wú)規(guī)聚集，使得復(fù)合材料無(wú)法充分被利用，需要不斷提高對(duì)于碳納米管優(yōu)異性能，防治出現(xiàn)拉伸強(qiáng)度和電導(dǎo)率過(guò)高問(wèn)題。如果出現(xiàn)嚴(yán)重影響和限制碳納米管高分子復(fù)合材料，需要提高對(duì)于外加電場(chǎng)、機(jī)械拉伸、旋轉(zhuǎn)澆鑄和靜電紡絲技術(shù)，還要及時(shí)解決碳納米管無(wú)規(guī)聚集問(wèn)題，提高對(duì)于碳納米管取向性認(rèn)識(shí)，如果碳納米管取向度和結(jié)構(gòu)可控性不能得到保障，需要合理對(duì)于復(fù)合材料性能提高認(rèn)識(shí)。

2.隨著課題對(duì)于碳納米管陣列和纖維材料認(rèn)識(shí)，需要不斷提高對(duì)于碳納米管高度取向排列分析，結(jié)合取向碳納米管材料模板，實(shí)現(xiàn)對(duì)于高認(rèn)字溶液熔融，提高對(duì)于試驗(yàn)參數(shù)陣列可紡性規(guī)律認(rèn)識(shí)。在制備高質(zhì)量可紡性陣列和碳納米管基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)于電學(xué)性能取向復(fù)合材料認(rèn)識(shí)，提高新型電極太陽(yáng)能電池應(yīng)用管理。

三、取向碳納米管高分子新型復(fù)合材料制備方式

1.首先要做好對(duì)于可紡碳納米管陣列制備工作，通過(guò)常壓化學(xué)氣相沉積方法制備，一般長(zhǎng)度要至少能夠超過(guò)一米，制備可紡碳納米管陣列過(guò)程中，一般需要三個(gè)復(fù)合要求，碳納米管管徑分布、合適的碳納米管密度和干凈的碳納米管表面，這些參數(shù)都可以通過(guò)改變催化劑方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)于規(guī)劃及粒子有效的控制管理，減少無(wú)定形碳納米管。

2.利用催化劑制備主要是通過(guò)化學(xué)氣相沉積法制備碳納米管陣列方式，常用的催化劑包括鐵和鈷，同時(shí)還要進(jìn)一步提高對(duì)于基地和催化劑引入三氧化二鋁緩沖，防止出現(xiàn)高溫催化劑納米粒子之間相互作用。在使用鐵催化劑中，可以通過(guò)鐵和三氧化二鋁通過(guò)電子蒸發(fā)制備方式，基底表面是硅片，通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于腔體絕對(duì)壓力要合理控制好可紡陣列，提高質(zhì)量催化劑制備，深入研究制備催化劑生長(zhǎng)碳納米管。

3.沉積速率越慢情況下催化劑膜就會(huì)越均勻，同時(shí)也非常適合真毒碳納米管陣列，通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蒸鍍速率太低時(shí)候，得到催化劑不能正常生長(zhǎng)，需要對(duì)于影響催化劑表面形貌和粗糙沉積膜實(shí)現(xiàn)密度規(guī)整管理。如果出現(xiàn)影響催化劑膜裂解問(wèn)題，要提高蒸鍍速率，制備過(guò)程中及時(shí)滿(mǎn)足催化劑使用，在體系中適當(dāng)提高對(duì)于三氧化二鋁沉積速率，鐵的最佳蒸鍍速率一般是0.5a/s。

4.另一個(gè)就是催化劑厚度問(wèn)題，對(duì)于碳納米管陣列可紡性需要提高對(duì)于三氧化二鋁無(wú)規(guī)和多孔特點(diǎn)認(rèn)識(shí)，提高鐵膜裂解顆粒，鐵膜厚度直接影響到顆粒大小，需要合理提高對(duì)于鐵膜密度認(rèn)識(shí)。厚膜產(chǎn)生可以得到較大密度顆粒，形成鐵顆粒密度如果降低陣列，需要不斷提高聚集顆粒大小。

四、取向碳納米管高分子新型復(fù)合材料制備影響因素

1.氣體的通入順序會(huì)直接影響到化學(xué)氣相沉積制備，需要提高對(duì)于碳納米管陣列使用，氣體主要包括氬氣、氫氣和乙烯等，氬氣屬于惰性氣體，氫氣可以用于還原鐵膜，使鐵膜裂解成顆粒形狀，催化劑沉積也屬于無(wú)定形碳脫落。生長(zhǎng)過(guò)程中氫氣和乙烯氣體通入順序?qū)τ陉嚵锌杉徯杂泻艽笥绊?。在升溫過(guò)程中需要提高鐵膜升溫過(guò)程裂解均勻管理，保證碳納米管達(dá)到合理溫度，實(shí)現(xiàn)鐵膜顆粒發(fā)生良好聚集，通過(guò)掃描電鏡觀察可以提高對(duì)于溫度冷熱催化劑管理。

2.升溫速率和生長(zhǎng)時(shí)間也是影響碳納米管高分子復(fù)合材料制備問(wèn)題，如果沒(méi)有發(fā)生陣列需要提高可紡性，同時(shí)還需要不斷提高多數(shù)情況對(duì)于催化劑顆粒裂解，根據(jù)生長(zhǎng)時(shí)間和反應(yīng)溫度對(duì)于陣列分析，提高碳納米管表面干凈，獲得高性能碳納米管材料，保證生長(zhǎng)時(shí)間和反應(yīng)溫度提高，對(duì)于導(dǎo)致無(wú)定形雜質(zhì)問(wèn)題，要合理管理。

五、結(jié)語(yǔ)

碳納米管高分子復(fù)合材料已經(jīng)被廣泛研究和使用，長(zhǎng)期備受關(guān)注，但是同時(shí)也存在很多挑戰(zhàn)，比如碳納米管無(wú)規(guī)聚集，結(jié)構(gòu)難以調(diào)控，性能上也無(wú)法滿(mǎn)足需要。需要提出制備取向碳納米管高分子復(fù)合材料新方法，獲得膜狀和纖維狀復(fù)合材料，制備長(zhǎng)期關(guān)鍵化學(xué)氣相復(fù)合材料沉積，提高碳納米管陣列。碳納米管取向復(fù)合材料還存在一定機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電率數(shù)量級(jí)區(qū)別，需要不斷提高對(duì)于碳納米管高分子復(fù)合材料電極太陽(yáng)能電池應(yīng)用管理，從而保證對(duì)于碳納米管高分子復(fù)合材料制備管理。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙冬梅，李振偉，劉領(lǐng)弟，張艷紅，任德財(cái)，李堅(jiān)，石墨烯/碳納米管復(fù)合材料的制備及應(yīng)用進(jìn)展[J].化學(xué)學(xué)報(bào).2014（02）.

[2]于小雯，石高全，石墨烯/高分子復(fù)合薄膜的制備及應(yīng)用[J].高分子學(xué)報(bào).2014（07）.

[3]劉劍洪，吳雙泉，何傳新，卓海濤，朱才鎮(zhèn)，李翠華，張黔玲. 碳納米管和碳微米管的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用[J].深圳大學(xué)學(xué)報(bào)（理工版）.2013（01）.endprint