納米碳材料高效生產技術應用
納米碳材料在人類的生產生活中正顯示出越來越多的重要作用,具有廣闊的市場空間。碳納米材料生產由于成本高及部分技術上的瓶頸制約了大規模生產,市場拓展減緩。四川大學研發團隊經過十余年的研究和開發,采取研發創新的高新技術,可高效低成本地生產高附加值碳納米材料(納米碳管,納米碳纖維)。
新技術的指標主要有催化劑性能指標和碳納米管純度指標。碳納米管 CVD 制備過程中催化劑的性能將直接影響所生產的碳納米管的性能。碳納米管的技術指標主要有反應溫度、制備 CNTs 單位質量產量、及原料固碳率等。本技術中催化劑反應溫度低于800 ℃, 催化劑的產碳能力可達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%;有的達到 98%。此技術路線可行,實驗室小試階段已完成。
碳納米管、碳纖維是近十年飛速發展的新型納米材料,具有很大的商業價值和用途,附加值高。碳納米管可以作為模具制備出最細的納米尺度的導線,或者全新的一維材料,在未來的分子電子學器件或納米電子學器件中得到應用。制備的微型導線可以置于硅芯片上,用來生產更加復雜的電路。利用碳納米管的性質可以制作出很多性能優異的復合材料。例如用碳納米管材料增強的塑料力學性能優良、導電性好、耐腐蝕、屏蔽無線電波。使用水泥做基體的碳納米管復合材料耐沖擊性好、防靜電、耐磨損、穩定性高,不易對環境造成影響。碳納米管增強陶瓷復合材料強度高,抗沖擊性能好。碳納米管和金屬形成金屬基復合材料;這樣的材料強度高、模量高、耐高溫、熱膨脹系數小、抵抗熱變性能強。
四川大學
2021-05-11