艾奇逊炉提纯碳纳米管的组织结构性能表征

发布时间：2021-08-15 06:05

　　碳纳米管作为锂离子电池正极导电剂已经在中国得到了普遍应用,作为电池导电剂的碳纳米管需要提纯处理。本文研究了利用艾奇逊炉对化学气相沉积的碳纳米管在3 000℃进行提纯处理后的组织结构和电学性能,利用扫描电子显微镜（SEM）,电子能谱仪（EDS）,等离子体发射光谱仪（ICP）,红外光谱仪（FT-IR）,热重分析仪（TGA）,X射线光电子谱仪（XPS）,拉曼光谱分析仪,四探针薄膜电阻仪对艾奇逊炉提纯的碳纳米管进行了检测。结果表明高温提纯的碳纳米管的含铁量可降低到71ppm,氧化物含量低于0.45wt%,晶格缺陷大幅减少,石墨组织结构完整,表面官能团少,具有体积电阻率0.050～0.035Ω·cm,作为电池电极的导电材料,可以用于动力电池正极。 

【文章来源】：人工晶体学报. 2020,49(07)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

CNT高温提纯后的SEM照片

图3是江西晶纳新材料公司生产的CNT在艾奇逊炉中3 000 ℃提纯条件下所得产品在大气条件下的TGA热分析曲线。从图中可以看出在艾奇逊炉3 000 ℃提纯条件下,CNT粉体中非碳氧化物残留重量百分数小于0.45%。CNT粉体快速失重对应温度在720 ℃,这是石墨开始氧化的温度,表明高温提纯CNT的石墨化程度很高。图3 高温提纯碳纳米管的TGA曲线

图2 CNT高温提纯后的EDS图谱表1是艾奇逊炉3 000 ℃提纯CNT的 ICP分析结果。原生CNT粉体的Fe含量在3.0wt%左右,3 000 ℃高温提纯后CNT粉体的Fe含量降到0.071wt%。因为沉积CNT用的是Fe系催化剂,CNT粉体中不含Ni和Co, 表明用艾奇逊炉提纯可以使CNT粉体达到很高的纯度。

【参考文献】：
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本文编号：3344001