臺灣博碩士論文加值系統

奈米碳管是一種導電性極佳的碳材，但因為其電性會受到管徑、手性及石墨化程度等因素所影響，而目前所廣泛使用的化學氣相沉積法尚無法精準控制所有碳管的電性均一，使得奈米碳管在應用上受到侷限。若能在碳管的石墨層中摻入如硼、氮等雜原子，並提高這些雜原子在碳管中的含量，則碳管的電性將主要取決於雜原子在石墨層中所占的比例。在目前有關於含氮奈米碳管的研究中，所使用的觸媒皆以溶碳度較高的金屬為主，常見的有鐵、鈷、鎳或是這些金屬的合金，卻尚無文獻提到是否可利用低溶碳度的觸媒成長含氮奈米碳管，如金、銀、銅等金屬，而此篇論文即是使用CuSO4/γ-Al2O3作為催化劑，吡啶為前驅物，成長含氮奈米碳管。
　　實驗中使用了四種變因，分別是反應溫度(800oC、850oC、900oC、950oC)、載氣流速(20 ml/min、40 ml/min、60 ml/min、80 ml/min、100 ml/min)、不同載氣類型(H2、He)、不同載氣混合比例(H2:He = 20:80、40:60、60:40、80:20、100:0)，並討論各變因下奈米碳管的形貌、生長量及含氮量。

摘要........................................Ⅰ
研究動機....................................Ⅱ
謝誌........................................Ⅲ
目錄........................................Ⅳ
圖目錄......................................Ⅶ
表目錄.......................................X
第一章　緒論.................................1
　1-1.前言...................................1
　1-2.奈米碳管的結構.........................3
　1-3.含氮奈米碳管的結構與特性...............4
　　1-3-1.氮原子對奈米碳管的電性影響.........4
　　1-3-2.氮原子在奈米碳管中的熱穩定性.......5
　1-4.奈米碳管的應用.........................5
　　1-4-1.燃料電池...........................5
　　1-4-2.儲氫材料...........................7
　　1-4-3.場發射器...........................7
第二章　文獻回顧............................10
　2-1.鐵-鈷合金催化含氮奈米碳管的成長.......10
　2-2.鎳-鈷合金催化含氮奈米碳管的成長.......12
　2-3.鐵觸媒催化含氮奈米碳管的成長..........14
第三章　實驗方法............................16
　3-1.實驗樣品..............................16
　3-2.實驗步驟..............................16
　3-3.實驗裝置..............................17
　3-4.樣品分析..............................18
第四章　結果與討論..........................21
　4-1.含氮前驅物的選擇......................22
4-1-1.吡啶的熱裂解分析..................22
　4-2.反應溫度對於成長含氮奈米碳管的影響....23
　　4-2-1.掃描式電子顯微鏡下之形貌觀察......23
　　4-2-2.熱重損失分析......................26
　　4-2-3.X 光射線能量散佈分析..............30
　　4-2-4.拉曼光譜分析......................33
　4-3.載氣流速對於成長含氮奈米碳管的影響....35
　　4-3-1.掃描式電子顯微鏡下之形貌觀察......36
　　4-3-2.熱重損失分析......................38
　　4-3-3.X 光射線能量散佈分析..............41
　　4-3-4.拉曼光譜分析......................43
　4-4.載氣類型對於成長含氮奈米碳管的影響....44
　　4-4-1.掃描式電子顯微鏡下之形貌觀察......45
　　4-4-2.熱重損失分析......................46
　　4-4-3.X 光射線能量散佈分析..............49
　　4-4-4.拉曼光譜分析......................50
　4-5.載氣混合比例對於奈米碳管含氮量的影響..51
　　4-5-1.掃描式電子顯微鏡下之形貌觀察......52
　　4-5-2.X 光射線能量散佈分析..............54
　　4-5-3.拉曼光譜分析......................55
第五章　結論................................58
第六章　參考文獻............................59

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