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納米碳材料高效生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用

納米碳材料在人類的生產(chǎn)生活中正顯示出越來越多的重要作用，具有廣闊的市場(chǎng)空間。碳納米材料生產(chǎn)由于成本高及部分技術(shù)上的瓶頸制約了大規(guī)模生產(chǎn)，市場(chǎng)拓展減緩。四川大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過十余年的研究和開發(fā)，采取研發(fā)創(chuàng)新的高新技術(shù)，可高效低成本地生產(chǎn)高附加值碳納米材料（納米碳管，納米碳纖維）。新技術(shù)的指標(biāo)主要有催化劑性能指標(biāo)和碳納米管純度指標(biāo)。碳納米管 CVD 制備過程中催化劑的性能將直接影響所生產(chǎn)的碳納米管的性能。碳納米管的技術(shù)指標(biāo)主要有反應(yīng)溫度、制備 CNTs 單位質(zhì)量產(chǎn)量、及原料固碳率等。本技術(shù)中催化劑反應(yīng)溫度低于800 ℃, 催化劑的產(chǎn)碳能力可達(dá)CNTs 60 - 120 kg/kg cat, 原料單程固碳率為 15%-50%；納米碳材料純度高，在85%-98%。碳納米管的純度高，制備的碳納米管純度超過85%；有的達(dá)到 98%。此技術(shù)路線可行，實(shí)驗(yàn)室小試階段已完成。碳納米管、碳纖維是近十年飛速發(fā)展的新型納米材料，具有很大的商業(yè)價(jià)值和用途，附加值高。碳納米管可以作為模具制備出最細(xì)的納米尺度的導(dǎo)線，或者全新的一維材料，在未來的分子電子學(xué)器件或納米電子學(xué)器件中得到應(yīng)用。制備的微型導(dǎo)線可以置于硅芯片上，用來生產(chǎn)更加復(fù)雜的電路。利用碳納米管的性質(zhì)可以制作出很多性能優(yōu)異的復(fù)合材料。例如用碳納米管材料增強(qiáng)的塑料力學(xué)性能優(yōu)良、導(dǎo)電性好、耐腐蝕、屏蔽無線電波。使用水泥做基體的碳納米管復(fù)合材料耐沖擊性好、防靜電、耐磨損、穩(wěn)定性高，不易對(duì)環(huán)境造成影響。碳納米管增強(qiáng)陶瓷復(fù)合材料強(qiáng)度高，抗沖擊性能好。碳納米管和金屬形成金屬基復(fù)合材料；這樣的材料強(qiáng)度高、模量高、耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、抵抗熱變性能強(qiáng)。

四川大學(xué) 2021-05-11

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