【复材信息】长碳纳米管u200b制备又取得了很大进展！

近日，清华大学化工系副教授张如范报道了浮游双金属催化剂可以控制长碳纳米管的新方法，显著提高了30厘米长碳纳米管的水平阵型产量和均匀性。

碳纳米管是一维纳米材料，具有优异的热、力和电磁性能，在碳基集成电路、超强超韧纤维、透明导电膜、软可穿戴设备等尖端领域面临着巨大的需求。但是，高级应用对其长度、取向、缺陷程度和纯度都有严格的要求。在各种宏观碳纳米管组装体中，只有遵循顶部生长方式的超长碳纳米管才有望同时满足这些要求，从而充分发挥碳纳米管的优异性能。

但长碳纳米管的生长是数百亿个原子的自组装，条件苛刻，容错率低，导致产量低，阵型密度一般不到50个。 mm–第一，应用开发过程受到严重限制。在初期基础阻拦导向策略的基础上，张如范研究组进一步提出了浮游双金属催化剂（FBCs）原点气合成方法(图1)。该研究的特点是将二茂铁和乙酰丙酮盐同时放入反应釜入口，分别作为铁和二金属前驱体。由于乙酰丙酮盐种类繁多，具有易于提高的特点，从而为二元合金浮游催化剂的产生创造了条件。

研究发现，两种前驱体在反应釜入口处经历了升降、分解、聚合的过程，形成了FBCs纳米颗粒，并随着载气不断通入反应釜。氮源在FBCs颗粒上裂化，生长出漂浮在气相中的碳纳米管。根据基底阻挡导向策略的生长原理，反应釜中的基底边缘可以阻挡这些漂浮在气相中的碳纳米管，并起到导向气流生长的作用，从而显著提高长碳纳米管以“风筝”的方式生长的概率。超长碳纳米管水准阵型采用FeCu催化剂生长，在产量、阵型密度、均匀性等方面明显优于Fe催化剂。

图1. 利用浮游双金属催化剂实现长碳纳米管水准阵型的高产率和高均匀性。

这个研究小组进一步探讨了FBCs催化剂的寿命和活性规律(图2)。以较长碳纳米管阵型密度的半衰期作为催化剂寿命的描述符，以阵型的生长速度作为催化剂活性的描述符，获得相关图片(图2h)。在Cu含量为11.4%的情况下，FeCu催化剂的半衰期最长(12.38%) mm），它是Fe催化剂的3.40倍，生长速度接近Fe催化剂(2.240倍) mm min–1)，是提高碳纳米管水平阵型产量和均匀性的关键。在升级环境下获得的30 Cm高密度碳纳米管水准阵型，呈现出大规模均匀性的特点(图3)。最高密度可达8100毫米–而且阵型密度在长度方向上的衰减并不明显。在长度为30 在cm处，碳纳米管的密度仍然达到90毫米。–第一，明显优于之前的报道。

图2. 选择和优化浮游双金属催化剂

图3. 30 Cm长碳纳米管水准阵型的可控性

以上结果为基于浮游双金属催化剂的30 Cm长碳纳米管阵型的高产率和高均匀性制备”（Floating Bimetallic Catalysts for Growing 30 cm-Long Carbon Nanotube Arrays with High Yields and Uniformity）国际期刊《先进材料》发表了问题（Advanced Materials）上，本文第一作者为2019年化工系直博生姜沁源，通讯作者为化工系副教授张如范。以上研究工作得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划的支持。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202402257

免责声明:中国复合材料协会微信微信官方账号发布的文章仅用于复合材料理论知识和市场信息的交流与分享，不用于任何商业目的。如果任何个人或组织对文章版权或其内容的真实性和准确性有疑问，请尽快联系我们。我们会及时处理。

继续滚动阅读下一个轻触阅读原文。

学会向上滑动中国复合材料，看下一个。

原题：超长碳纳米管u200b制备《复材信息》又一重大突破！

本文仅代表作者观点，版权归原创者所有，如需转载请在文中注明来源及作者名字。

免责声明：本文系转载编辑文章，仅作分享之用。如分享内容、图片侵犯到您的版权或非授权发布，请及时与我们联系进行审核处理或删除，您可以发送材料至邮箱：service@tojoy.com