合成碳包覆纳米金属材料的研究现状

合成碳包覆纳米金属材料具有奇特的电学、光学和磁学性质,是纳米科技方面一个非常活跃且众人关注的课题。总结了合成碳包覆纳米金属材料具有代表性的方法,如电弧放电法、化学气相沉积法、高温热解法、低温热解法、聚能法、爆轰法等。简要综述了其合成机理及优缺点。

碳包覆纳米金属颗粒的形成及应用

综述了碳包覆纳米金属颗粒的合成方法,形成机理、性能,及其在抗氧化、电磁、放射、催化剂等方面的潜在应用前景。

脱油沥青溶剂热合成碳包覆纳米金属颗粒

以脱油沥青（DOA）为碳源，二茂铁和两性共聚物P123（P123）分别为催化剂和表面活性剂，在甲苯溶剂中于450℃下反应4h，合成碳包覆纳米金属颗粒（CEMNPs）。用场发射扫描电镜、高分辨透射电镜和X射线衍射对所得产物进行了表征和分析。结果表明：合成了具有核壳结构的碳包覆纳米Fe3O4颗粒，其直径分布在100～300nm之间。研究机理表明产物是在二茂铁的催化作用及表面活性剂P123的组装作用下形成的。

碳包覆金属纳米材料的研究进展

碳包覆金属纳米材料具有独特的结构和众多奇异的物理化学性质,在诸多科学技术领域显示出巨大的潜在应用价值,近年来逐渐成为国内外关注的一个研究热点。本论文对碳包覆金属纳米材料的结构、制备方法及应用进行了较系统的总结和介绍。

CVD法可控制备碳包覆铁纳米复合材料

以Fe质量分数分别为0.3%、1.6%、3.3%和5.2%的氯化钠担载铁为催化剂,化学气相沉积法催化裂解乙炔400℃下进行反应,系统探讨了碳包覆金属纳米颗粒的可控制备。通过扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜对产物进行了表征,结果表明,w(Fe)=0.3%的催化剂制备的样品粒径在20～50 nm,平均直径约为30 nm;w(Fe)=1.6%的催化剂制备的样品粒径在35～60 nm,平均直径约为49 nm;而w(Fe)=3.3%和5.2%的催化剂制备的样品粒径差别不大,在40～100 nm,平均粒径约为65 nm。所制备的碳包覆金属纳米颗粒具有清晰的同心石墨壳层结构,并存在一定的结构缺陷。

金属对炭黑转化为洋葱状中空结构纳米碳的影响

研究了炭黑分别在Fe、Co、Ni三种金属化合物作用下的催化转化行为,以期使炭黑质点中不连续的无规则小石墨片层重新组装、构筑成洋葱状中空结构纳米碳.采用透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱分析表征了炭黑及其催化炭化产物的微观形貌和结构.结果表明:尽管三种金属催化剂均可通过溶碳-析出机制形成过渡态碳包覆纳米金属颗粒,继而构筑成由准球形同心石墨壳层组合的洋葱状中空结构纳米碳,但三种金属催化剂显示不同的催化效果,终碳产物的形态和纯度差异较大,其中以Fe的催化效果最好.

气相爆轰合成碳纳米材料的研究进展

气相爆轰合成是一种新型的碳纳米材料制备方法,相对于其他碳纳米材料制备方法而言具有反应速度快、产物种类多、产量大、纯度高、操作简单和经济性高等优点,有利于促进碳纳米材料的工业化生产。为深入阐明气相爆轰法合成碳纳米材料的研究与发展状况,介绍了气相爆轰法合成所需仪器设备、实验流程、理论计算以及产物的表征方法等,整理归纳了气相爆轰法合成碳包覆纳米金属粒子、碳纳米球、碳纳米管、碳点和碳纳米胶囊等技术与方法,分析了合成产物的形貌、结构及性能特征,展望了气相爆轰下各种新型碳纳米材料的应用潜力与技术发展趋势,以期为合理设计、针对性优化、规模化合成纳米材料奠定理论基础。研究表明:爆轰合成应结合宏观的爆轰理论和微细观的粒子生长。当前借助爆轰波发动机与爆轰胞格结构研究热点,使宏观爆轰胞格与纳米材料微观合成过程构成联系是重点研究方向。然而,在研究爆轰合成粒子的生长机理时,聚集在微细尺度上的纳米粒子生长仍然也是一种跨尺度问题,有必要引入分子动力学和格子波尔兹曼计算方法加以解决。