镍/碳复合纳米粒子的制备及电磁性能研究

用直流电弧等离子体法分别在甲烷和 (H2+Ar)气氛下制备了纳米镍粒子,利用XPS和TEM等分析手段对两种纳米镍粒子的表层特征和形貌进行了分析,发现甲烷气氛下制备的纳米镍粒子表面包覆了多层碳膜,H2+Ar气氛下制备的纳米镍粒子由于要进行钝化处理表面包覆有氧化物膜(Ni2O3).测定了两种纳米粉体的复介电常数和复磁导率以及以此为填料制备的导电涂料的导电率,证明了碳包覆纳米镍粒子的2～18GHz频率范围内电磁参数大小搭配及频响特性优于氧化物包覆纳米粒子.

碳包覆磁性镍纳米粒子对亚甲基蓝的吸附性能

采用直流电弧等离子体法在甲烷气氛中蒸发块体金属镍,原位合成了核/壳型碳包覆镍纳米粒子(Ni@C NPs)。在透射电子显微镜下可见明显的包覆结构,以镍单质金属为核心,表面包覆着厚度为3-5 nm的石墨碳层。根据N2吸附等温线计算出BET比表面积为38.82 m2·g-1。用双氧水对其表面进行改性处理,实现了表面含氧官能团的功能化,改善了表面碳的浸润性而提高亲水性,作为吸附剂可用于染料亚甲基蓝的吸附。系统研究了吸附时间、初始浓度和p H值对吸附量的影响。采用准一级和准二级动力学模型研究了动力学,用Langmuir和Freundlich模型拟合分析了吸附等温线。进行了5个循环的吸脱附循环再利用实验,之后收集粉体吸附剂,表明回收率为69.4%。用外加磁场进行的碳包覆镍纳米粒子分离研究的结果表明,用磁分离技术进行吸附剂的回收与再利用是一种简单而高效的方法。