碳化硅纳米管的制备及表征

1 绪论 (1)1.1 本课题研究的背景和意义 (1)1.2 纳米二氧化硅的制备方法 (1)1.2.1 干法制备纳米二氧化硅 (1)1.2.2溶胶—凝胶法制备纳米二氧化硅 (2)1.2.3 微乳液法制备纳米二氧化硅 (2)1.2.4 超重力法制备纳米二氧化硅 (2)1.3 制备纳米硅管模板分类 (2)1.4 软模板制备硅纳米管 (3)1.4.1有机凝胶体系制备硅纳米管 (3)1.4.2表面活性剂胶束体系制备纳米硅管 (4)1.5 硬模板制备硅纳米管 (4)1.5.1实心纤维状模板制备硅纳米管 (4)1.6合成机理 (4)1.6.1液晶模板机理 (4)1.6.2 协同作用机理 (5)1.6.3会发诱导自组装技术 (6)1.7 二氧化硅纳米研究现状及问题 (6)1.8 研究目的、内容及意义 (7)2 原材料、仪器和实验方法 (9)2.1 以碳酸钙为模板合成二氧化硅纳米管 (9)2.1.1 实验试剂 (9)2.1.2 实验主要仪器设备 (9)2.1.3二氧化硅的合成方法 (9)2.1.4 实验内容 (10)2.1.5 实验步骤 (11)2.2 以碱式碳酸镁为模板合成二氧化硅纳米管 (13)2.2.1 实验试剂 (13)12.2.2 实验主要仪器设备 (13)2.2.3二氧化硅的合成方法 (13)2.2.4 实验内容 (14)2.2.5 实验步骤 (15)2.6 二氧化硅纳米管的结构性能表征 (17)2.6.1 X射线衍射法（XRD） (17)2.6.2组织结构分析 (17)2.6.3比表面积和空隙分析仪的测定 (18)3 实验结果及数据分析 (19)3.1 硅源在碳酸钙表面的生长 (19)3.2 硅源在碳酸镁表面的生长 (20)3.3 以CaCO3为模板制备SiO2纳米管探究合适工艺 (21)3.3.1 硅源的量对合成结果的影响 (21)3.3.2 Ph值对合成结果的影响 (22)3.3.3 酸处理去除模板过程中搅拌对纳米管的影响 (24)3.3.4 溶胶凝胶法与水热合成法的比较 (25)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)21 绪论1.1 本课题研究的背景和意义1991年，日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛（Iijima）在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时，意外发现了由管状的同轴纳米管组成的碳分子,这就是现在被称作的“Carbon nanotube”，即碳纳米管，又名巴基管。

一维碳化硅纳米材料的制备与性能的基础研究的开题报告
一、研究背景
碳化硅是一种具有广泛应用前景的材料，其具有高硬度、高化学稳定性、高热导率等优异性能，在高温、高压、高频电子器件、催化剂、光电材料等领域具有广泛的应用价值。

碳化硅纳米材料具有独特的表面效应和量子大小效应，具有比传统的碳化硅材料更优异的性能，成为当前材料领域研究的热点之一。

目前，一维碳化硅纳米材料的制备及性能研究受到了广泛关注。

二、研究内容
本研究旨在通过化学气相沉积法制备一维碳化硅纳米材料，并研究其结构、形貌、光电性能等性质。

具体包括以下内容：
1. 合成一维碳化硅纳米材料：采用化学气相沉积法，在碳纤维（或其他适宜的基底）上制备碳化硅纳米线或纳米棒。

2. 结构、形貌表征：通过扫描电镜、透射电子显微镜等表征手段，研究纳米材料的结构、形貌。

3. 光电特性研究：采用扫描电镜、紫外-可见分光光度计等技术手段，研究一维碳化硅纳米材料的光学和电学性质。

三、研究方法
1. 化学气相沉积法制备一维碳化硅纳米材料。

2. 扫描电镜、透射电子显微镜等手段对纳米材料进行结构、形貌表征。

3. 紫外-可见分光光度计研究其光电性能。

四、预期成果
通过本研究，预期得到一维碳化硅纳米材料的制备方法，其结构、形貌、光电特性等方面的研究结果，为一维碳化硅纳米材料的应用研究提供基础数据和理论依据，为其推广应用提供参考。

碳化硅纳米线的制备与性能研究进展×××××××××××××学校西安邮编×××摘要： SiC半导体材料的禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、饱和漂移速度高等特点使其在高频、高温、高功率、抗辐射等方面有良好的性能，被认为是新一代微电子器件和集成电路的半导体材，因此研究SiC纳米线材料具有重要意义。

Summary: SiC semiconductor materials with the big breakdown electric field width, high, thermal conductivity, saturated drifting velocity higher characteristic in the high frequency and high temperature, high power, resist radiation and good performance, and is considered to be a new generation of microelectronics devices and integrated circuit of the semiconductor material, so the study of SiC nanowires material to have the important meaning.关键词：纳米线,SiC,场效应晶体管,薄膜晶体管,光催化降解Key words: Nanowires, SiC, field effect transistor, thin film transistor, photocatalytic degradation.1 纳米材料的性能纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1—100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。

SiC薄膜及纳米线的制备与表征的开题报告题目：SiC薄膜及纳米线的制备与表征引言：碳化硅（SiC）作为一种广泛应用于半导体、光电子、电力电子、传感器等领域的新型材料，具有高熔点、抗辐照、高强度、高硬度、高化学稳定性、高热稳定性、高导热性、高光学透明性等特性。

SiC薄膜和纳米线作为SiC材料的关键研究方向之一，广泛应用于各种领域。

SiC薄膜具有光电控制、半导体器件、传感器等多种应用，SiC纳米线则具有高电子迁移率、能带结构等特性，适用于光电器件、能量转换等领域。

因此，探索SiC薄膜及纳米线的制备与表征是一项具有重要意义的研究。

研究目的和内容：本文的目的是通过实验方法，研究SiC薄膜及纳米线的制备与表征。

具体研究内容包括：1. SiC薄膜的制备：采用化学气相沉积法、物理气相沉积法或溅射法，制备SiC薄膜，并对薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性质等进行表征。

2. SiC纳米线的制备：采用化学合成法或物理生长法，制备SiC纳米线，并对纳米线的形貌、结构、组成等进行表征。

3. 对SiC薄膜和纳米线的性能进行测试，如光学、电学性质等。

预期结果：通过对SiC薄膜和纳米线的制备和性质表征研究，可以得到以下预期结果：1. 获得SiC薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性质等关键性能参数，为其应用于光电器件、传感器等领域提供基础性信息。

2. 获得SiC纳米线的形貌、结构、组成等关键参数，为其应用于光电器件、能量转换等领域提供基础性信息。

3. 测试SiC薄膜和纳米线的光学、电学性质，为其应用开发提供基础性数据。

结论：SiC薄膜和纳米线作为一种新型材料，具有广泛的应用前景和重要的研究价值。

通过本文的研究，可以获得SiC薄膜和纳米线的制备和表征信息，为其应用领域的研究提供重要的基础性信息，同时为相关材料的研究提供一定的参考和支持，具有一定的学术和实用价值。

一维碳化硅纳米材料的制备及其电磁波吸收应用进展目录一、内容概览 (2)1.1 碳化硅纳米材料的研究背景与意义 (3)1.2 一维碳化硅纳米材料的发展历程 (4)1.3 一维碳化硅纳米材料的制备方法概述 (6)二、一维碳化硅纳米材料的制备方法 (7)2.1 化学气相沉积法 (9)2.1.1 优点与缺点 (10)2.1.2 具体操作过程 (11)2.2 溶液沉积法 (12)2.2.1 优点与缺点 (13)2.2.2 具体操作过程 (14)2.3 电泳沉积法 (15)2.3.1 优点与缺点 (16)2.3.2 具体操作过程 (18)2.4 光催化法 (18)2.4.1 优点与缺点 (20)2.4.2 具体操作过程 (21)2.5 其他制备方法 (22)2.5.1 机械剥离法 (24)2.5.2 化学气相输运法 (24)三、一维碳化硅纳米材料的电磁波吸收性能 (25)3.1 电磁波吸收原理简介 (27)3.2 一维碳化硅纳米材料作为电磁波吸收材料的优势 (28)3.3 不同形貌和结构的一维碳化硅纳米材料的电磁波吸收性能比较29 3.3.1 线性纳米结构 (30)3.3.2 分支纳米结构 (31)3.3.3 量子点纳米结构 (32)四、一维碳化硅纳米材料在电磁波吸收应用中的挑战与机遇 (34)4.1 应用中的挑战 (35)4.1.1 提高电磁波吸收剂的电磁波吸收效率 (36)4.1.2 优化电磁波吸收剂的厚度和重量 (37)4.1.3 实现电磁波吸收剂的低成本生产 (38)4.2 应用中的机遇 (39)4.2.1 新型电磁波吸收材料的研发 (40)4.2.2 电磁波吸收技术在多个领域的应用拓展 (42)4.2.3 与其他功能材料的复合研究 (43)五、结论与展望 (45)一、内容概览本论文综述了一维碳化硅纳米材料的制备工艺、结构特性及其在电磁波吸收领域的应用进展。

通过详细阐述碳化硅纳米材料的合成方法、物理化学性质，以及其在吸波材料、天线罩、雷达隐身等方面的应用潜力，为相关领域的研究提供了宝贵的参考。

单壁碳纳米管的cvd制备,定向生长及化学剪裁单壁碳纳米管(SWCNTs)是一种具有非常小直径且长度可达几微米的碳纳米材料。

它们具有优异的力学，电学和热学性质，因此在许多领域具有广泛的应用潜力，如电子学，能源储存以及生物医学等。

SWCNTs的制备方法有很多种，其中最常用的是化学气相沉积(CVD)方法。

这种方法可以实现高效且可控的SWCNTs生长，并且可以在制备过程中进行定向生长和化学剪裁。

化学气相沉积是一种通过激活前驱体分子和载体气体来在蔓延催化剂上生长纳米管的方法。

在SWCNTs的CVD制备过程中，通常需要使用金属催化剂作为生长的起始点。

常用的金属包括铁、钴、镍等。

催化剂通常被沉积在一种基底材料上，如二氧化硅或氮化硅等。

在制备过程中，通常需要加热反应室到高温(600-1000°C)，然后将碳源气体(如甲烷、乙烯等)和载体气体(如氢气)引入反应室中。

SWCNTs的定向生长是指在特定的条件下，可以控制SWCNTs的生长方向，以实现对其结构和性质的精确控制。

一种常用的定向生长方法是通过控制催化剂的表面形貌来实现。

例如，通过在催化剂表面形成纳米颗粒状或纳米线状的催化剂形态，可以使SWCNTs在特定的方向上生长。

此外，还可以通过调节反应温度、气体流量等参数来实现定向生长。

化学剪裁是一种用于控制SWCNTs长度和直径的方法。

通过在生长过程中引入适量的氢气等气体，可以剪断SWCNTs，从而控制其长度。

此外，还可以通过化学处理方法，例如酸性处理或高温氧化等来削减SWCNTs的直径。

在SWCNTs的CVD制备过程中，还需要考虑其他一些因素，以实现高质量和高产率的生长。

例如，选择合适的催化剂和基底材料，优化反应温度和气体流量，以及控制反应时间等。

此外，还需要进行回收和纯化等后续处理步骤，以获得纯净的SWCNTs。

总之，SWCNTs的CVD制备方法是一种高效且可控的制备方法，可以在制备过程中实现定向生长和化学剪裁。

纳米碳化硅生产工艺流程
纳米碳化硅生产工艺流程：①原料准备：精选硅粉、碳源及添加剂。

②混合造粒：按比例混合原料，制备均匀颗粒。

③热压成型：在一定温度、压力下压制成型。

④高温烧结：在惰性气氛中，经1400-1500℃高温烧结致密化。

⑤纳米化处理：后续研磨、酸洗、热处理等手段实现晶粒细化至纳米级别。

⑥质量检测：测定粒度分布、纯度、晶体结构等指标。

⑦分级包装：按规格筛选、封装，标识产品信息。

⑧库存管理：存放于干燥、避光环境中，定期盘查。

⑨出货交付：根据客户需求，安排物流发货。

第58卷 第10期 化 工 学 报 Vo l 58 N o 102007年10月 Jo urnal of Chemical I ndustr y and Eng ineer ing (China) O ctober 2007研究论文模板法制备二氧化硅纳米管及其表征郑 斌1,2,李元庆1,2,朱路平1,2,杨 洋1,2,付绍云1(1中国科学院理化技术研究所,北京100080;2中国科学院研究生院,北京100039)摘要:以正硅酸乙酯(T EOS)为原料,D,L 酒石酸铵为模板制备了高产率、尺寸均匀、大长径比的二氧化硅纳米管。

借助透射电子显微(T EM )、扫描电子显微(SEM )、电子能谱(ED X)和X 射线衍射(XR D)等分析方法对样品进行表征,探讨了二氧化硅纳米管的形成机理,并考察了实验条件对二氧化硅纳米管的产率和形貌等的影响。

研究结果表明,静置时间、T EOS 的滴加速率以及氨水用量对纳米管的形成有明显影响,而温度对纳米管形成的影响不明显。

关键词:二氧化硅纳米管;正硅酸乙酯;酒石酸铵;模板中图分类号:O 645 文献标识码:A文章编号:0438-1157(2007)10-2641-06Silica nanotu bes synthesized from TEOS with ammon ium D,L tartrate as template an d their characterizationZHEN G Bin 1,2,LI Yuan qing 1,2,Z HU Luping 1,2,YANG Yang 1,2,F U Shaoyun1(1T echnical I ns titute of Phy sics and Chemistr y ,Chinese A cademy of Sciences ,Beij ing 100080,China;2Gr aduate School of Chinese A cademy of Sciences ,Beij ing 100039,China )Abstract:Silica nanotubes w ith high y ield,uniform size and larg e aspect r atio w ere sy nthesized from hy dro dyzing tetraethyl o rtho silicate (T EOS)using am monium D,L tartrate as tem plate The pr epar ed pro ducts w ere char acterized w ith transm ission electron m icroscopy (TEM ),scanning electr on micro scopy (SEM),energ y dispersiv e X ray analysis (EDX)and pow der X ray diffr actio n (XRD) T he form ation mechanism o f the silica nanotubes and the influence of sy nthesis conditio ns on the fo rmatio n o f the silica nanotubes w ere investigated T he results r evealed that the mo rpholo gy and y ield of the silica nano tubes w ere sensitive to T EOS addition speed,aging tim e after TEOS addition and amm onia concentration,but no t sensitiv e to r eaction temper ature.Key words:silica nanotubes;tetraethyl orthosilicate;amm onium D,L tartrate;template2006-11-01收到初稿,2007-03-30收到修改稿。