編號(hào)：FTJS09432
篇名：碳納米管摻雜聚丙烯腈/銅室溫環(huán)化為石墨的拉曼光譜分析及形成機(jī)制研究
作者：孫楠 譚紅琳 張正東 任翔 周燕 劉建琪 蔡曉明 蔡金明
關(guān)鍵詞： 聚丙烯腈 表面等離激元 石墨質(zhì)碳質(zhì)材料 表面增強(qiáng)拉曼散射
機(jī)構(gòu)： 昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院
摘要： 石墨質(zhì)碳質(zhì)材料因具有良好的電學(xué),、力學(xué),、熱學(xué)性能而在電子設(shè)備,復(fù)合材料,電池,傳感器中得到廣泛應(yīng)用,但針對生產(chǎn)能耗高,污染大,成本高,不可控等現(xiàn)狀是急需解決的核心問題,。因此,通過使用較簡單和成本低的制造技術(shù)在納米級(jí)器件中獲得石墨碳結(jié)構(gòu)的方法是一個(gè)有吸引力的探索領(lǐng)域,。表面等離激元技術(shù)因具有環(huán)境友好、能耗低等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注,利用等離激元技術(shù)誘導(dǎo)大分子鏈狀聚合物石墨化就是一種具有廣闊前景的制備技術(shù),而Cu作為賤金屬具有產(chǎn)量高,價(jià)格便宜等優(yōu)勢,�,；诒砻娴入x激元技術(shù),利用激光輻射粗糙Cu表面上的聚丙烯腈(PAN)+碳納米管(CNT),而使聚丙烯腈在金屬表面被石墨化。通過改變基底刻蝕時(shí)間,、退火溫度,、退火時(shí)間、激光強(qiáng)度系統(tǒng)地研究了PAN/Cu和PAN+CNT/Cu得到最佳石墨化條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:以PAN作為探針分子,在2.5 mol·L-1硝酸刻蝕15min的銅基底上,觀察到了增強(qiáng)因子為1.39×104的表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)效應(yīng),。通過使用拉曼激光作為光源,在退火溫度為140℃時(shí),可以觀察到石墨化的PAN分子結(jié)構(gòu)缺陷較少,碳氮三鍵消失,其ID/IG可達(dá)1.1608,。CNT進(jìn)一步用于改變粗糙銅基底的光催化性能,我們使用硝酸改性的多臂碳納米管(MWCNT)與PAN結(jié)合對催化系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn),當(dāng)摻入2%CNT后,通過表面等離激元PAN可以在40℃的條件下實(shí)現(xiàn)石墨化,其ID/IG達(dá)到0.9421,并且激光的引入大大提高了石墨化位點(diǎn)的可控性,將其歸因于激光照射下銅表面產(chǎn)生的熱電子對PAN的催化作用,并提出可能存在兩種催化和石墨化的機(jī)制,一種為熱電子通過CNT使PAN石墨化,另一種為熱電子通過CNT作用于PAN附近的O2,通過·O-2使PAN石墨化。
