亚博网站下载碳纳米材料由各种碳 Alotrops组成,包括碳纳米机、碳纳米管、石墨和石墨氧化物,每个都显示机械强力、电导率和热传导性的独特性,因每个异形结构而异图形化二维素材石墨由单个堆叠层组成超导力、极热传导力和强度使石墨成为极有吸引力的材料,成为电池和存储芯片中的导体[1].图形氧化物是一种可替代石化物形式,可使用它去盐水并消除放射性同位素,因为它允许水[2].碳纳米管是用石墨板生成墙的管子,并吸引业界极大兴趣通过添加不同功能类生成高表面积燃料催化3.碳纳米管可以是单墙型或多墙型亚博网站下载碳纳米纤维混合碳纳米管和碳黑,并发现在建材中应用,因为它灵活耐用性[4].
碳黑(不定)
图案
单层图象
碳纳米管
自2004年发现以来,石墨被广泛传译为“worder素材”,现在它进入工业制造时代2016 Deloitte全球预测石墨产业预测全球石墨市场值仅达千万美元低值[5],但目前花在研发石墨上的数额 很可能达数亿美元亚博网站下载甚至是数十年前这些碳纳米材料的潜力完全实现然而,从中期看,石墨可整合成价值数十亿美元的产品
图形化能通过不同过程生成[6]:1)机械脱叶,通常以小尺度执行app亚博体育2 化学蒸发沉降器(CVD),规模相对较大,但费用昂贵设备3)二氧化石脱色并减少二氧化石,该二氧化石通过大规模氧化石粉生成,但可能导致大缺陷亚博网站下载大规模制造石墨时,一个关键问题依然存在:如何快速易化地描述石墨和其他碳纳米材料的质量,以监控和控制制造过程
亚博网站下载近些年来,拉曼光谱学被碳纳米材料研究圈广泛使用, 因为它能描述分子振荡材料特征亚博网站下载Raman光谱类碳纳米材料通常有三大波段:D波段、G波段和2D波段(也称G波段)。亚博网站下载微结构和质量信息, 由峰值形状、峰值姿势增加峰值强度显示G波段显示约1582cm-1表示平面图样2振动模式显示物态亚博网站下载G波段散居可见扰动石模材料,散居量与失序度成比例D带约1350cm-1由离微晶体结构边缘近的结构失序消弱结构对称性raman峰值比 两波段,ID级/IG级亚博网站下载中可用描述材料失序程度7.2D波段显示约2700cm-1依赖激光振荡波长并连通数图层3.
图1显示单层石墨光谱、单晶石墨(绿色迹)、碳纳米管(黑迹)和碳黑粉(蓝迹)。锐对称单峰 2D波段特征石墨频谱显示高层次顺序并结晶性,特征为出名G带和无D带石墨由多层单层石墨组成,2D波段与石墨2D波段相比大得多和不对称,表示多分数碳纳米管展示G带独有特征G波段对MWNT非对称并更有可能划分成两个波段-G波段和G+对SWNT7.含最小晶度的碳黑频谱显示强D带和宽G带,高ID级/IG级比率表示结构混乱
图1raman光谱数列(红色)、碳纳米管(黑)、石墨(绿色)和碳黑(蓝)
亚博网站下载Raman光谱分析提供全套信息说明石墨、碳黑和其他碳纳米物特征亚博网站下载综合拉曼显微镜可高清晰度描述碳纳米材料,但高成本加数据解析和复杂操作不足以在大规模生产环境进行监测,需要快速简单分析工具亚博网站下载高通量拉曼分析器用于描述三种材料特征:碳纳米纤维、碳黑和石墨涂层亚博网站下载快速分析可使用联机或联机方法处理石墨和其他碳纳米材料处理监测、材料定性和产品质量控制
实验性
高通量B&W台曼i®ProHT图2通过光纤采样探针用激光532纳米测量所有样本i-Raman ProHT使用高通量拉曼分光计和回调CCDTE亚博网站下载粉状材料不需要显微镜探针持有器可调适Xyz级用于支持含定碳样本的铝板光学探针焦点用在提高从探针到采样的工作距离上
图2亚博网站下载i-RamanProHT设置分析碳纳米材料
BWSPEC软件用于编程计算峰值强度和比率、数据收集和光谱处理BWSPEC帮助用户配置分析参数并实时执行联机实验也可以执行离线批处理软件可计算并监控六大变量,结果显示在控制图中并同时制表
上头i-RamanproHT亚博网站下载用于分析三种碳纳米材料:涂有石墨粉片、碳黑粉片和碳纳米纤维片激光电量35mW集成时间60秒用于获取拉曼光谱集成时间为90秒,激光功率~21mW用于碳黑粉和碳纳米纤维样本采样中采集到三种光谱自适应迭代重评最小广场后台校正并应用Savitzky-Golay平滑算法窗口尺寸2
测试结果
图形点播器
六页加石墨粉图3显示人工偏移代表光谱所有石墨样本D波段、2D波段和G波段可见所有样本光谱图形#6显示最弱2D带和最强D带,除1620cm显赫D带-1与变换石墨一致[8].并发现G波段位置小移信息指针图6有最高混乱度 并因此所有样本中最小石本特征
图3raman光谱由六块图文样本组成
BWspec软件编程能自动计算一D级/IG级每种测量值G-D带计算峰值强度和强度比见表1
表1计算D波段高度、G波段高度一D级/IG级面向所有图案样本
| 样本化 |
一D级 |
一G级 |
一D级/IG级 |
| 一号 |
216.2524 |
2851.3339 |
0.0758 |
| 2 |
184.2049 |
2898.9823 |
0.0635 |
| 3 |
210.1374 |
3067.5027 |
0.0685 |
| 4 |
449.2745 |
2987.0646 |
0.104 |
| 5 |
188.537 |
2101.317 |
0.0895 |
| 6 |
957.5563 |
2052.6019 |
0.4665 |
G波段分布图中图4和图5显示显性差异(图4),图4显示图5显示样本4和图5计算半宽度图5显示样本中所有二维带非对称性,即石墨粉状特征2D波段强度和形状上的一些关键差可见度图形5定义最深2D带进一步显示图5类似#12和#3样本高晶度、少层图5和少混乱
图4G带图4Oange和#5FHMS标签
图52D带图文样本#1至#6
碳纳米贝和碳黑
4个碳黑样本和2个碳纳米纤维样本得到了分析采样中采集到三种光谱人工偏移代表光谱显示于图6中四种碳黑样本显示典型碳黑拉曼签名,含G-D带,非2D带两种碳纳米纤维样本显赫D带显示高度失序碳纳米频谱中的G波段也显示某种不对称性,它可能出自纳米管小分解
图6raman频谱二类碳纳米纤维样本和四类碳黑样本
BWspec软件用于自动计算一D级/IG级值集合光谱计算一D级/IG级表2显示两种碳纳米纤维样本和四种碳黑样本的峰值密度比带平均一D级/IG级0.4706碳纳米纤维样本#2拥有所有样本的最高顺序,而碳纳米纤维样本#1则拥有异常高的失序率平均一D级/IG级一三六四
表2D波段和G波段平均计算峰值密度
| 碳类型 |
平均峰值比 |
| 碳黑1 |
0.7667 |
| 碳黑2 |
0.7294 |
| 碳黑3 |
0.5557 |
| 碳黑4 |
0.5745 |
| 碳纳米Fiber1 |
一三六四 |
| 碳纳米2 |
0.4706 |
值得指出的是,为两个碳黑样本获取的拉曼光谱图7显示两个峰值为~213cm-1280cm-1与Fe一致2O级3希马泰特众所周知,制造过程纳米纤维样本中剩余铁含量可达10%氧化铁的存在明显得到两块高密度带的确认
图7raman顶峰himatitefe2O级3
结论
亚博网站下载简简单单,raman频谱碳纳米材料可提供大量资料描述物料特征,包括石墨、碳纳米管、石墨和碳黑上头i-RamanproHT亚博网站下载B&WTek可快速描述碳纳米材料并显示重要信息物性,如失序度和样本晶性BWSPEC获取软件可编程自动计算不同参数,如G-D带强度比和频带FWHM图形生成器很容易使用分析实现线上测量材料特征、过程监控和产品质量控制
参考并深入阅读
- 安康市方学士金正日李S索德A诺伊曼CM小溪M古德森KEPopE黄SP纳诺字母2015,156809-6814
- 赫加布H祖尔市亚博老虎机网登录薄膜科学杂志2015年48495-106
- 罗市秀H王Q罗G刘C亚博网站下载纳米素材杂志2015年201510比10
- 莫,Y.L.Roberts R.H.碳纳米贝特基础设施检测技术Russel Maguire教程https://www.intechopen.com/books/advances-in-nanofibers/carbon-nanofiber-concrete-for-damage-detection-of-infrastructure2013年
- Deloitte全局分析,2015年www.deloitte.com/TMTpredictions
- Childes,I宝桂..!公园W曹H陈振P.内亚博网站下载光子材料研究新开发脱机2013年pp1-20
- 法拉利C.固态通信2007年14347-57
- 内曼契J.索林市A.物理类公元前B级1979年20码(2)392-401
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