取向碳纳米管高分子新型复合材料的制备及应用

李佳伦

摘 要：随着碳纳米管高分子复合材料被广泛应用，但是还存在碳纳米管结构难以调控和性能无法得到保证问题，制备取向碳纳米管高分子复合材料新方法，可以互动膜状和纤维状复合材料。本文通过对于化学气相沉积方法合成研究，提高对于高质量碳纳米管陈列，具有非常普遍的适用性，同时通过对于物理性能研究，要对碳纳米管复合材料机械强度和导电率数据分析，保证碳纳米管高分子材料作为新型电极太阳能电池合理应用。

关键词：碳纳米管；高分子；复合材料；制备应用

一、碳纳米管高分子新型复合材料制备概念

碳纳米管是由石墨片层卷绕形成的中空管，根据层数不同，可以分为单壁和多壁碳纳米管，独特的结构赋予了碳纳米管的力学和店里学性能，需要合理提高杨氏量和拉伸强度，同时要对于碳纳米管的结构材料、电子器件和生物医药化学特性合理认识。有效的解决制备碳纳米管复合材料，提高分子复合形成宏观尺度认识，通常情况下碳纳米管之间会有微小的结构差异变化，需要重视对于碳纳米管高分子复合材料大规模制备管理，提高材料的高强度、高电导率和高热稳定性，从而保证材料柔和性、低成本和容易加工特点，实现复合材料高效作用，提高复合材料碳纳米管制备抗静电性，提高产品机械性能，保证材料结构合理性。

二、取向碳纳米管高分子复合材料制备方法

1.制备主要方法可以分为三种办法，溶液混合、熔融混合和原位合成，这些方法都被廣泛应用，但是还面临很多挑战，碳纳米管在高分子无规聚集，使得复合材料无法充分被利用，需要不断提高对于碳纳米管优异性能，防治出现拉伸强度和电导率过高问题。如果出现严重影响和限制碳纳米管高分子复合材料，需要提高对于外加电场、机械拉伸、旋转浇铸和静电纺丝技术，还要及时解决碳纳米管无规聚集问题，提高对于碳纳米管取向性认识，如果碳纳米管取向度和结构可控性不能得到保障，需要合理对于复合材料性能提高认识。

2.随着课题对于碳纳米管阵列和纤维材料认识，需要不断提高对于碳纳米管高度取向排列分析，结合取向碳纳米管材料模板，实现对于高认字溶液熔融，提高对于试验参数阵列可纺性规律认识。在制备高质量可纺性阵列和碳纳米管基础上，实现对于电学性能取向复合材料认识，提高新型电极太阳能电池应用管理。

三、取向碳纳米管高分子新型复合材料制备方式

1.首先要做好对于可纺碳纳米管阵列制备工作，通过常压化学气相沉积方法制备，一般长度要至少能够超过一米，制备可紡碳纳米管阵列过程中，一般需要三个复合要求，碳纳米管管径分布、合适的碳纳米管密度和干净的碳纳米管表面，这些参数都可以通过改变催化剂方式，实现对于规划及粒子有效的控制管理，减少无定形碳纳米管。

2.利用催化剂制备主要是通过化学气相沉积法制备碳纳米管阵列方式，常用的催化剂包括铁和钴，同时还要进一步提高对于基地和催化剂引入三氧化二铝缓冲，防止出现高温催化剂纳米粒子之间相互作用。在使用铁催化剂中，可以通过铁和三氧化二铝通过电子蒸发制备方式，基底表面是硅片，通过试验发现，对于腔体绝对压力要合理控制好可紡阵列，提高质量催化剂制备，深入研究制备催化剂生长碳纳米管。

3.沉积速率越慢情况下催化剂膜就会越均匀，同时也非常适合真毒碳纳米管阵列，通过试验发现，蒸镀速率太低时候，得到催化剂不能正常生长，需要对于影响催化剂表面形貌和粗糙沉积膜实现密度规整管理。如果出现影响催化剂膜裂解问题，要提高蒸镀速率，制备过程中及时满足催化剂使用，在体系中适当提高对于三氧化二铝沉积速率，铁的最佳蒸镀速率一般是0.5a/s。

4.另一个就是催化剂厚度问题，对于碳纳米管阵列可纺性需要提高对于三氧化二铝无规和多孔特点认识，提高铁膜裂解颗粒，铁膜厚度直接影响到颗粒大小，需要合理提高对于铁膜密度认识。厚膜产生可以得到较大密度颗粒，形成铁颗粒密度如果降低阵列，需要不断提高聚集颗粒大小。

四、取向碳纳米管高分子新型复合材料制备影响因素

1.气体的通入顺序会直接影响到化学气相沉积制备，需要提高对于碳纳米管阵列使用，气体主要包括氩气、氢气和乙烯等，氩气属于惰性气体，氢气可以用于还原铁膜，使铁膜裂解成颗粒形状，催化剂沉积也属于无定形碳脱落。生长过程中氢气和乙烯气体通入顺序对于阵列可纺性有很大影响。在升温过程中需要提高铁膜升温过程裂解均匀管理，保证碳纳米管达到合理温度，实现铁膜颗粒发生良好聚集，通过扫描电镜观察可以提高对于温度冷热催化剂管理。

2.升温速率和生长时间也是影响碳纳米管高分子复合材料制备问题，如果没有发生阵列需要提高可纺性，同时还需要不断提高多数情况对于催化剂颗粒裂解，根据生长时间和反应温度对于阵列分析，提高碳纳米管表面干净，获得高性能碳纳米管材料，保证生长时间和反应温度提高，对于导致无定形杂质问题，要合理管理。

五、结语

碳纳米管高分子复合材料已经被广泛研究和使用，长期备受关注，但是同时也存在很多挑战，比如碳纳米管无规聚集，结构难以调控，性能上也无法满足需要。需要提出制备取向碳纳米管高分子复合材料新方法，获得膜状和纤维状复合材料，制备长期关键化学气相复合材料沉积，提高碳纳米管阵列。碳纳米管取向复合材料还存在一定机械强度和导电率数量级区别，需要不断提高对于碳纳米管高分子复合材料电极太阳能电池应用管理，从而保证对于碳纳米管高分子复合材料制备管理。

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