[发明专利]制备非晶空心碳球的一种方法

摘要

采用等离子体增强化学气相沉积技术，以硅片为基底，以Ni(NO₃)₂/Mg(NO₃)₂·6H₂O或Co(NO₃)₃/Mg(NO₃)₂·6H₂O为催化剂，在CH₄/H₂的气氛中，以80：20（单位为sccm）的配比，在650-750℃下，合成了非晶空心碳球。利用SEM，TEM，Raman光谱对样品的形貌、成分和结构进行了表征。非晶空心碳球的直径在100-800nm之间，分布在弯曲的碳纳米管丛中。制备过程中，而单独用Ni(NO₃)₂或Co(NO₃)₃时只合成了碳纳米管。可见，MgO颗粒对于非晶空心碳球的合成起着关键的作用，细小而疏松的MgO颗粒分布在Ni颗粒的周围，可以防止碳帽对Ni颗粒的完全包覆，使得H进入催化剂颗粒成为可能。碳球生长时的不断膨胀导致碳团簇之间相互运动，从而阻碍其结晶，因此，形成了非晶碳球。我们提出的非晶空心碳球生长机制，即“膨胀生长理论”，与已有生长机制有所不同。

主权项

使用等离子体增强化学气相沉积技术，在甲烷/氢气的气氛下制备出非晶空心碳球的一种方法，其特征在于，该方法主要包括以下步骤：步骤A：1g Mg(NO₃)₂·6H₂O和1g Ni(NO₃)₂·6H₂O溶于50ml乙醇中，1g Co(NO₃)₃和1g Mg(NO₃)₂·6H₂O 溶于50ml乙醇中，分别制备出不同浓度、物质的溶液；将清洗干净的各硅片放入反应室，然后用胶头滴管将不同的催化剂溶液分别滴在不同硅片（100）上，直到溶液铺满整个硅片为止，步骤B：在甲烷和氢气的等离子体中，进行化学气相沉积，步骤C：反应结束后，停止通入甲烷，通保护气体氢气，冷却至室温。