碳納米管的電弧法制備及其負(fù)載納米粒子的研究.pdf

1、碳納米管(CNTs)擁有納米級(jí)管腔結(jié)構(gòu)、較高的比表面積和化學(xué)穩(wěn)定性、類石墨的管壁等特點(diǎn)。碳納米管的制備和表面納米粒子負(fù)載成為近年來世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外眾多的學(xué)者利用化學(xué)修飾法、電化學(xué)沉積法、自發(fā)沉積法、溶膠法、高溫裂解法等方法，在單壁或多壁碳納米管表面成功地負(fù)載了多種納米粒子。本文利用電弧法制備了碳納米管，利用微波輔助加熱法在碳納米管表面上進(jìn)行了負(fù)載納米粒子的研究。 采用氫電弧等離子體法制備了碳納米管，在實(shí)驗(yàn)中對(duì)比了氣氛

2、條件的影響，并使用納米催化劑進(jìn)行了制備。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，碳納米管的產(chǎn)量在氬氣氣氛條件下比在氦氣氣氛條件下高。利用納米催化劑制備的碳納米管具有更高的純度，說明納米催化劑在反應(yīng)中具有更高的催化性能。將優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件后所制備的碳納米管進(jìn)行提純處理，去除了大部分雜質(zhì)，得到了純度和質(zhì)量都很理想的碳納米管。 利用微波輔助加熱法在碳納米管表面負(fù)載了硫化鋅納米粒子，發(fā)現(xiàn)事先對(duì)碳納米管進(jìn)行表面官能團(tuán)化處理，對(duì)硫化鋅納米粒子在反應(yīng)中有效地負(fù)載在碳納米管的表

3、面具有決定性意義。通過XRD分析，發(fā)現(xiàn)利用相同的反應(yīng)原理及步驟，負(fù)載于碳納米管表面的硫化鋅納米粒子與均勻形核制備的硫化鋅納米粒子的晶型不同，說明碳納米管的表面在不僅反應(yīng)中起到負(fù)載基體的作用，而且還能改變所負(fù)載的硫化鋅的晶體結(jié)構(gòu)。 利用微波輔助加熱法在碳納米管表面負(fù)載花狀氧化鋅納米粒子，結(jié)果表明碳納米管的表面被致密地包覆了一層花狀氧化鋅納米粒子，形成了復(fù)合結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)證明，事先對(duì)碳納米管表面進(jìn)行表面官能團(tuán)化處理對(duì)負(fù)載效果也有重要的影

4、響，如果沒有進(jìn)行事先的處理，花狀氧化鋅納米粒子會(huì)在溶液中單獨(dú)形核，不會(huì)負(fù)載在碳納米管的表面。對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了紫外一可見光波譜分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物有輕微紅移現(xiàn)象。 研究了利用微波輔助加熱法在碳納米管表面負(fù)載磁性鎳納米粒子。為了使鎳粒子有效地負(fù)載在碳納米管的表面，我們不僅對(duì)碳納米管進(jìn)行了表面官能團(tuán)化處理，而且還進(jìn)行了敏化和活化處理，TEM結(jié)果顯示磁性納米鎳粒子的負(fù)載效果良好，對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明敏化處理和活化處理對(duì)負(fù)載的能否成功有重要的影響。對(duì)產(chǎn)