預(yù)混火焰合成碳納米管的實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬.pdf

1、碳納米管(Carbon nanotubes)具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，以及良好的物理化學(xué)性能，例如力學(xué)性能，電磁性能，熱學(xué)性能等等，在各領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。目前，碳納米管主要的合成方法包括:石墨電弧法、化學(xué)氣相沉積法、激光蒸發(fā)法。然而，這些方法都有著各自的缺陷，包括設(shè)備復(fù)雜，工藝標(biāo)準(zhǔn)要求高，或是合成的碳納米管質(zhì)量及產(chǎn)量較低，無法滿足實(shí)驗(yàn)要求和工業(yè)應(yīng)用?；鹧婧铣煞ㄍㄟ^燃燒碳?xì)浠衔锾峁嵩醇疤荚?，并在催化劑的作用下生成碳納米管，具有裝置簡(jiǎn)

2、單、工藝簡(jiǎn)潔、反應(yīng)迅速的優(yōu)點(diǎn)，并有望實(shí)現(xiàn)碳納米管的大規(guī)模生產(chǎn)，是一種低成本、高產(chǎn)出的全新方法。因此，開展火焰法合成碳納米管的研究具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　在借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，本文采用乙炔流量為256sccm、氮?dú)饬髁繛?120sccm、空氣流量為1280sccm的預(yù)混火焰進(jìn)行合成碳納米管的實(shí)驗(yàn)研究?；谌臃绞降母淖儯ㄟ^表征方法對(duì)比了層流預(yù)混火焰、繞流火焰、滯止火焰中合成的產(chǎn)物，最終在繞流火焰和滯止火焰中發(fā)現(xiàn)

3、了質(zhì)量較好的多壁碳納米管。另外，對(duì)催化劑溶液濃度及取樣時(shí)間對(duì)碳納米管生成的影響也進(jìn)行了研究，分別采用了0.1 mol/L、0.5mol/L、1.0mol/L的硝酸鎳溶液作為催化劑涂覆于銅基板上，發(fā)現(xiàn)催化劑濃度的降低有利于提高碳納米管的質(zhì)量。而改變?nèi)訒r(shí)間，分別取2分鐘、5分鐘、10分鐘進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終發(fā)現(xiàn)以5分鐘作為取樣時(shí)間時(shí)得到的碳納米管質(zhì)量較好，本文對(duì)其內(nèi)在的影響規(guī)律進(jìn)行了研究分析。
　　針對(duì)火焰區(qū)域，使用CFD軟件建立燃燒過程