碳纳米管负载碳化钨及其性能研究(7)
图 3.1 MH1、MH3、MH7、MH8的吸脱附等温曲线
图为多壁碳纳米管MHx的吸脱附等温曲线。对于载体本身来说，孔径均小于50nm，处于微孔的定义范围内。而当大量的碳纳米管团聚在一起时，会随机产生孔径很大的环状组织，其孔径处于介孔范围内。由文献可知，等温吸脱附类型共有6中。I型等温线的特点是，在低相对压力区域，气体吸附量有一个快速的增长。II型等温线一般由非孔或宏孔固体产生。III型等温线以向相对压力轴凸出为特征。IV型等温线由介孔固体产生。V型等温线的特征是向相对压力轴凸起。VI型等温线以其吸附过程的台阶状特性而著称。气体吸附量的快速增长均处在中上相对压力区域，且由上述分析得出，进行吸脱附实验的载体的孔径均处于微孔和介孔的范围。相对压力轴也没有明显的凸起或是成阶梯状态。故本实验所有载体均为IV型。
迟滞环的形成原因是：载体先进行吸附实验。当吸附量达到一定值是，开始进行脱附实验。通常来说，吸附曲线应和脱附曲线保持一致。但实际上由于孔径过小，导致脱附实验过程中会形成阻塞，使脱附曲线偏离了吸附曲线。当脱附完全之后，曲线又会与吸附曲线保持重合。
图中所有载体均出现迟滞环。但开始出现迟滞环的相对压力互不相同。其中以多壁碳纳米管MH1的吸附量快速增长开始处的相对压力最小，为0.4左右。这说明MH1的孔径最小。而其他载体的吸附量快速增长开始处的相对压力则相差不多，均在0.8左右。
3.2. 孔径分布柱状图
图 3.2多壁碳纳米管MH1、MH3、MH7和MH8的脱附孔径分布图
图3.2为多壁碳纳米管MH1、MH3、MH7和MH8的脱附孔径分布图。从图中可以清晰的看出各个载体的incremental pore volumn在不同孔径区域的分布情况。对于载体MH1，各孔径区域的incremental pore volumn分布较为均匀，数值上均在0.01~0.05之间。其中平均孔径在7~12nm的incremental pore volumn最为突出，在0.04附近。载体MH3的脱附孔径分布则不如MH1均匀，集中分布在孔径为66~12nm区域。孔径在33nm的incremental pore volumn最高为0.4。孔径66.5和21.6nm的incremental pore volumn次之，在0.15以上。MH7、MH8的分布则大致与MH3相同。MH7的incremental pore volumn以平均孔径为34.6nm的最高，为0.25。平均孔径为70.9nm的incremental pore volumn为0.20。平均孔径为21.7nm的incremental pore volumn为0.06。其余平均孔径的incremental pore volumn则很低。MH8的incremental pore volumn大多都在平均孔径为66.5和33.1nm处较高，这两个孔径的incremental pore volumn数值相差不多，均为0.19左右。
3.3. XRD物相分析
图 3.3 AMTMH1在使用1.3% H2和4% CH4混合，其余为Ar气作为反应气体时，不同保温时间生成的物相XRD对比图
图3.3为以偏钨酸铵（AMT）为前驱体，负载碳纳米管（MH1）后以1.3% H2和4% CH4混合，其余为Ar气作为反应气体时，在流量均为73ml/min，样品质量均为0.4g，加热温度均为975℃下做出的关于保温时间对物相影响的对比试验。
通过分析XRD图得出，在流量均为73ml/min时，延长保温时间至2h导致W2C比例增加，使W2C成为主相，其中根据W2C的[102]晶面衍射峰计算其晶粒的粒径尺寸为28.8nm。在48.296°的WC的峰为WC的最强峰，晶面指数为[101]，其晶粒的粒径尺寸为15.8nm。而相比之下，在保温1h后得到的样品中，WC最强峰所对应晶粒粒径尺寸仅为13.5nm。因此得出，在使用此气体时，延长保温时间对样品纯度有不利影响，会使W2C有替代WC成为主相的趋势。
图 3.4 AMTMH1在使用1.3% H2和4% CH4混合，其余为Ar气作为反应气体时，不同流量生成的物相XRD对比图