以钛精粉为载体由CO歧化反应制备纳米碳管

司新国^1,2，鲁雄刚¹，肖玮¹，危雪梅¹

1. 上海大学材料学院上海市现代冶金与材料制备重点实验室2. 河北钢铁集团唐钢公司

摘 要：以攀枝花钛精粉为载体,使用大载荷热重分析仪,在H2和CO混合气中,研究了纳米碳管的制备工艺.利用热重分析（TG）、气相色谱分析（GC）、扫描电镜（SEM）、比表面积（BET）、透射电镜（TEM）和X射线衍射（XRD）对工艺过程中产物相组成及其微观形貌进行了表征.结果表明:攀枝花钛精粉在H2-CO气氛中,由于气基还原和析碳作用,其热重曲线首先随时间的延长而逐渐降低,达最低点后逐渐升高;生成纳米碳管的最佳工艺参数是钛精粉首先经过还原制备还原产物,其相主要由Fe和M3O5固溶体组成;随后在体积浓度80%的一氧化碳气氛中逐渐降温,温度达550℃时恒温2 h;制备的纳米碳管量约是原矿粉质量的3.5倍,直径小于100 nm、比表面积约151 m2/g;纳米碳管的产生是以铁为析碳基体,且还原产物中其他矿相有效阻止了铁颗粒的团聚,其生长是吸附-反应-产物扩散的过程.

关键词：钛精粉;碳纳米管;生长机理;歧化反应;