低碳钢基体表面氧乙炔碳化焰法沉积纳米炭纤维

低碳钢经浓硝酸浸蚀预处理后,调节氧乙炔火焰成碳化焰,预处理过的低碳钢基体表面火焰沉积获得纳米炭纤维涂层。采用扫描电镜、X射线衍射和显微激光拉曼光谱等先进分析手段对其形态和结构进行了表征。研究发现纳米炭纤维相互缠绕弯曲,石墨化程度高,直径为80nm~100nm、长度为4μm~5μm,形态短而粗。纳米炭纤维相互排列紧密但与基体结合力弱易从低碳钢表面脱落,浓硝酸浸蚀预处理的低碳钢表面在火焰中形成大量氧化铁颗粒,催化纳米炭纤维成核生长。     

熔融燃烧法制备四针状纳米氧化锌

将工业纯锌加热熔化后在氧乙炔火焰场中燃烧并冷凝制得四针状纳米ZnO.经XRD分析产物为ZnO无其它物相存在,场发射扫描电镜及透射电镜分析发现产物基本是四针状的纳米ZnO,针脚长度约100～150nm,直径为20～30nm.产物的形貌与收集条件有密切的关系,有水冷却的收集室壁的产物在针脚长度方向上形成台阶,而在燃烧室高温区停留时间过长则会导致产物尺寸长大.最后对用熔融燃烧法制备四针状纳米ZnO的生长过程和机理进行了分析.     

纳米碳纤维的制备及其表面结构分析

用电场纺丝方法制得了PAN原丝,经碳化制备纳米碳纤维;并用因子设计方法研究PAN原丝平均直径的影响因素;用扫描电镜(SEM)、扫描隧道显微镜(STM)研究了纳米碳纤维的表面形貌及结构.结果表明溶液的浓度是PAN原丝平均直径的主要影响因子,电压对原丝的平均直径没有明显的影响;用电场纺丝方法可以制得直径在80～500nm之间的纳米碳纤维;电场纺丝制得的纳米碳纤维表面有长度约为10nm左右,宽度约为5nm沿纤维方向取向的凹坑,该结构有利于进一步增加纤维的比表面积和吸附性能,该类纤维在复合材料领域有潜在的应用前景.     

乙醇火焰燃烧制备螺旋碳纳米纤维及结构分析

采用乙醇火焰燃烧, 借助于基板材料上涂敷锡盐作为催化剂前驱体, 制备了螺旋结构碳纳米纤维; 借助于扫描电子显微镜、透射电子显微镜、XRD和拉曼光谱等分析了螺旋碳纤维的形貌和结构. 螺旋碳纳米纤维螺旋直径约为100nm, 纤维直径约为50nm, 螺距约80nm. 螺旋碳纤维的石墨层方向基本垂直于轴向, 近似鱼骨型结构, 相邻碳层间距为0.34nm. 借助于高分辨电子显微镜分析了螺旋碳纳米纤维的形成机理, 认为碳原子沿催化剂SnO₂各晶面析出速度不同是形成螺旋碳纳米纤维的主要原因.     

采用离子注渗技术原位合成纳米级碳化钨颗粒

采用高能离子注渗技术,首先在低碳钢表层注入W,然后再用渗碳的方法原位合成纳米级碳化钨(WC),其注渗层厚度达到1.0mm.低碳钢表层的显微硬度得到显著提高,从表层到心部硬度逐渐降低,呈梯度分布.通过扫描电镜、能谱分析、X射线衍射等分析手段证明了WC的存在.WC颗粒呈针状、板条状和块状弥散分布在低碳钢基体表层中,其尺寸在30～200nm之间.细小的WC颗粒与基体结合良好,有效地阻止了位错的运动和微裂纹的扩张,从而有效地提高了低碳钢基体的硬度.     

碳纤维衬底上定向碳纳米片阵列的制备

以乙炔(C2H2)为碳源,N2为载气,二茂铁为催化前驱物,采用浮动催化法,在碳纤维衬底上制备了垂直定向的碳纳米片阵列.利用SEM,EDX和Raman光谱对所得产物进行了表征.结果表明经十二烷基磺酸钠(SDS)和二茂铁的丙酮溶液煮沸和浸泡处理后的碳纤维表面所生长的碳纳米片长度约为600 nm,宽度约为50 nm.Raman光谱分析表明所制备的碳纳米片为石墨结构.碳纤维的预处理不仅活化了表面,而且避免了催化剂向其内部的渗透和吸收.基于以上结果,碳纤维/碳纳米片在场发射领域很可能有重要的应用.     

纳米催化剂FeS的制备及其在气相生长碳纤维中的应用

采用超声均相沉淀法,以硫代乙酰胺和硫酸亚铁铵为原料,通过调整溶液pH值,并借助表面活性剂防止颗粒团聚,在常温下合成了均匀分散的FeS纳米颗粒.X射线衍射和透射电镜(TEM)分析表明颗粒直径为40～50nm.将制备的FeS溶液涂在陶瓷板上进行化学气相沉积,得到了大量直径为5～8μm的气相生长碳纤维.     

羟基磷灰石的可控制备及其研究

以CTAB为表面活性剂,利用模板技术水热反应合成了平均粒径为68 nm的近球形颗粒和宽为26～35 nm,长为790～960 nm的纳米羟基磷灰石.通过对合成粉体的X射线衍射、红外光谱和透射电镜分析,探讨了CTAB在水热反应中对羟基磷灰石合成的影响机理.结果表明:通过控制反应温度、pH值、反应时间和CTAB的浓度等工艺条件,可以实现纳米羟基磷灰石粒径大小和形貌的可控生长.     

亲油性金纳米粒子的合成

利用相转移法成功地合成了粒径在2～7nm的硫醇表面修饰Au纳米粒子.采用透射电子显微镜、纳米粒度分布仪、红外光谱分析仪等现代测试技术对所合成的Au纳米粒子进行了表征.结果表明,表面为硫醇所修饰的Au纳米粒子,在有机溶剂中具有很好的分散性,表面修饰层的存在不仅有效地阻止Au纳米粒子的团聚,而且使得纳米粒子粒径分布窄,粒径可控.     

水溶液法制备CdSe和ZnSe纳米棒

用水溶液法直接合成了水溶性、发荧光的ZnSe和CdSe纳米棒。ZnSe纳米棒的直径约20～30nm,长度可达60～70nm;CdSe纳米棒的直径约30～60nm,长度可达150～450nm。用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HR-TEM)、荧光仪等仪器对纳米棒进行了表征。XRD和HRTEM的结果显示纳米棒具有立方结构,结晶度较高。讨论了纳米棒的形成机理以及pH对纳米棒发光强度的影响。合成的纳米棒在水溶液中至少稳定半年,表面被氨基和羧基化,在生物分析中具有广泛的应用前景。