变径反应器技术：高效制备双壁碳纳米管的新方法

"变径反应器浮游催化裂解法制备双壁碳纳米管" 本文主要介绍了采用变径反应器浮游催化裂解法制备高质量双壁碳纳米管的研究。研究团队由大连理工大学精细化工国家重点实验室炭素材料研究室和辽宁省微纳米技术及系统重点实验室的科研人员组成，其中包括张磊、肖南、于畅、赵宗彬和邱介山等专家。 研究中，科研人员使用了一个改进的变径管式反应器，这种反应器的独特之处在于它由两个不同管径的石英管无缝连接而成。这种设计能够有效地调节反应器内部不同位置的气流流速，进而控制浮游催化剂纳米颗粒的粒径大小和气体碳源的停留时间。通过这种方式，可以精确地调控催化剂的催化活性，从而提高碳源利用效率，有助于双壁碳纳米管的生成。 实验中，二茂铁被用作催化剂前驱体，二甲苯作为碳源，硫磺作为助剂。这些物质在特定条件下反应，生成了高质量的丝状双壁碳纳米管。通过对不同参数条件下的产物进行扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、拉曼光谱和热重分析（TG），研究人员系统地优化了反应条件，以获得最佳的产物性能。 研究表明，助剂硫磺的添加量以及气流流量对最终产物的种类、形态和纯度具有显著影响。此外，他们还深入分析了产物在变径反应器内区域选择性生长的原因，揭示了变径结构对产物生长过程的具体作用机制。 这一研究的重要意义在于，变径结构反应器技术为双壁碳纳米管的大规模连续化生产设备的研制提供了新的思路。这不仅有助于提升生产效率，还能保证产物的质量，对于碳纳米管的工业化生产具有重大价值。关键词涵盖了双壁碳纳米管、化学气相沉积以及变径反应器，反映了研究的核心内容和方法。 这项工作为碳纳米管的制备工艺带来了创新，特别是在优化反应器设计和控制反应条件方面，为未来的纳米材料合成研究提供了有价值的参考。