| 题名 | 碳包覆金属/金属氧化物纳米复合材料的制备与性能研究 |
| 作者 | 白军善 |
| 答辩日期 | 2017 |
| 导师 | 魏智强 |
| 关键词 | 碳包覆 核壳结构 微观结构 电化学性能 磁学性能 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 作为具有核壳构造的新型功能复合材料,碳包覆金属/金属氧化物复合纳米粒子,因其具有内核与外壳层碳的不同组合,使得复合材料展现众多奇特的物理化学性能,其应用前景较为广泛,涉及生物医学、化工、新能源等领域。作为一种新型的功能材料,其制备方法、性能及应用已被人们广泛的关注。金属及其氧化物粒子的碳包覆纳米复合材料可采用不同方式制备,本文采用直流电弧等离子体法和水热法分别制备了碳包覆铜纳米颗粒（记为Cu@C）、碳包覆氧化镍纳米颗粒（记为NiO@C）和碳包覆四氧化三铁纳米颗粒（记为Fe3O4@C）。采用X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱（Raman）、透射电子显微镜（TEM）以及振动样品磁强计（VSM）对纳米颗粒的微观晶体结构、形貌、化学成分和一些主要物理化学性质进行了较为系统的研究分析。首先,以碳粉和铜粉的混合物为初始原料,在惰性气氛（Ar）保护下,利用直流电弧等离子体技术制备了Cu@C纳米颗粒。结果表明:Cu@C纳米颗粒呈球形或椭球形,分散性良好。复合纳米颗粒在室温下展现出良好的铁磁性。对试样的比表面积和孔结构研究发现,由于毛细管凝聚作用,纳米颗粒的等温吸附曲线属Ⅳ型;晶粒之间的孔隙以微孔和介孔为主。其次,利用自制等离子体装置,以碳粉和镍粉混合物为初始原料,成功制备了NiO@C纳米颗粒。分析表明:NiO@C纳米颗粒呈不规则的球形或椭球形,构造为核壳型结构,内核为面心立方体NiO（FCC-NiO）纳米颗粒。颗粒尺寸主要分布在20100nm范围内。Raman光谱展现了石墨化程度较低,发生了红移现象;样品在室温下表现出良好的铁磁性。采用三电极系统CS350型电化学工作站测试样品的过程中,循环伏安曲线表现出各氧化还原峰与电流具有较好的响应关系;同时,复合物有着良好的倍容特性和良好的电化学活性。在超级电容器的应用方面而言,此试样充当电极材料具有很好的应用前景。最后,基于葡萄糖的还原性和碳化特点,通过改变工艺参数条件,以Fe3+作为铁源,采用水热法（一步法）合成含有核壳型构造的Fe3O4@C复合纳米材料;通过改变反应条件能够制备粒度较小的Fe3O4@C复合纳米粒子和具有良好分散性的Fe3O4@C纳米复合材料。在此过程中,纳米颗粒不仅受C6H12O6含量的影响,而且碱源对产物也具有明显的作用;此外,C6H12O6分子在发挥本身还原能力和碳化的同时,颗粒与周围溶液间的界面张力也逐渐减小;C6H12O6分子能够减小纳米颗粒的粒径尺寸,使Fe3O4纳米颗粒成核率不断提升。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 65 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/92362]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 白军善. 碳包覆金属/金属氧化物纳米复合材料的制备与性能研究[D]. 2017. |
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