碳纳米管（CNT）主要通过催化化学气相沉积（CVD）工艺生长。在这种方法中，金属催化剂用于促进前驱气体在基底上的反应，从而使 CNT 在比其他方法更低的温度下生长。前驱气体（如甲烷、乙烯或乙炔）的选择以及氢气的存在会影响工艺的生长速度和效率。最佳条件（包括气体停留时间和碳源浓度）对于实现高生长率和最小能耗至关重要。
详细说明：
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催化 CVD 工艺：
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在催化 CVD 工艺中，金属催化剂（通常为铁、钴或镍）沉积在基底上。催化剂颗粒是碳纳米管生长的成核点。当甲烷或乙烯等含碳气体进入反应室时，会在高温下（通常在 500°C 至 1000°C 之间）在催化剂表面分解。分解气体中的碳原子会结合在一起，形成 CNT 的圆柱形结构。前驱气体和氢气的影响：
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前驱体气体的选择对 CNT 的生长有很大影响。甲烷和乙烯在加入碳纳米管之前需要氢气进行热转换。氢气还能降低催化剂，提高其活性。相比之下，乙炔的合成除了催化剂的还原作用外，并不需要氢气。研究表明，在氢浓度较低的情况下，氢可以促进碳纳米管的生长，这可能是通过帮助催化剂还原或参与热反应实现的。
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生长速度和停留时间：
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保持最佳生长速率对于高效生产 CNT 至关重要。这受到前驱气体在反应室中停留时间的影响。如果停留时间太短，碳源可能无法充分积累，导致材料浪费。反之，如果停留时间过长，碳源的补充可能会受到限制，副产品也会积累，从而阻碍生长过程。能量消耗和碳源浓度：
碳源和氢气的浓度越高，能耗就越高，但由于可以获得更多直接的碳前体，也有助于提高生长率。能源使用和生长效率之间的平衡是优化 CNT 生产的 CVD 工艺的一个关键方面。新兴领域和绿色原料：
