直流碳弧法制备碳包覆铁纳米颗粒机理研究

采用直流碳弧等离子体法成功制备了碳包覆铁纳米颗粒,利用透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜、X射线衍射、X射线能谱仪对样品的形貌、物相结构、化学成分和粒度进行表征分析,并对碳包覆纳米金属颗粒的形成机理进行初步探讨。结果表明:直流碳弧等离子体技术制备的碳包覆纳米金属颗粒具有明显的铁核(bcc-Fe)/碳壳(石墨层片)包覆结构,颗粒大多呈球形和椭球形,粒径分布在20~60nm范围,平均粒径为44nm,铁粒子外碳层的厚度为5~8nm。碳包覆铁纳米铁颗粒是通过颗粒内部固态形式的碳自行扩散至颗粒表面和颗粒外部气态形式的碳沉积到颗粒表面形成的。     

碳包覆NiO纳米颗粒的制备与性能

采用直流电弧放电等离子体技术成功制备了碳包覆NiO(NiO@C)纳米颗粒,并对样品的形貌、晶体结构、粒度、比表面积和孔结构采用高分辨透射电子显微镜、X射线衍射、X射线能量色散分析谱仪、拉曼散射光谱和N_2吸-脱附等测试手段进行了分析。实验结果表明:直流电弧等离子体技术制备的NiO@C纳米颗粒具有典型的核壳结构,内核为面心立方结构的NiO纳米颗粒,外壳为碳层。颗粒形貌主要为立方体结构,粒度均匀,分散性良好,粒径分布在30~70nm范围,平均粒径为50nm,外壳碳层的厚度为5nm。NiO@C纳米颗粒BET比表面积为28m~2/g,等效直径为46nm,与TEM和XRD测得的结果基本一致。Raman光谱说明样品中碳包覆层的石墨化程度较低,发生了红移现象。     

碳包覆氧化亚钴纳米颗粒的制备与性能研究

采用直流电弧放电等离子体技术成功制备了碳包覆氧化亚钴纳米颗粒,并对样品的形貌、晶体结构、粒度、比表面积和孔结构采用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、X射线能量色散光谱(XEDS)、拉曼散射光谱(Raman)和N_2吸-脱附等测试手段进行了分析。HRTEM表明该方法制备的碳包覆氧化亚钴纳米颗粒具有典型的核壳结构,颗粒形貌主要为球形或椭球结构,粒度均匀,分散性良好,粒径分布在20~60nm,平均粒径为40nm,外壳碳层的厚度为5nm。XRD证明样品的内核为面心立方结构的氧化亚钴纳米颗粒,外壳为碳层。XEDS图谱表明样品中主要存在Co、O和C元素的特征峰。Raman光谱说明样品中碳外包覆层的石墨化程度较低,发生了红移现象。样品的N_2吸附-脱附等温曲线属Ⅳ型,BET比表面积为33m~2/g,BJH脱附累积总孔孔容和脱附平均孔径分别为0.078cm~3/g和11nm。当量粒径为43nm,与TEM和XRD测得的结果基本一致。     

纳米铜粉与碳包覆铜纳米粉的分散性能比较

采用直流碳弧法制备平均粒径为25 nm的碳包覆铜纳米粉,应用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等分析手段对所制备的纳米颗粒物相、形貌等进行表征。采用超声波分散法对所制备的碳包覆铜纳米粉和市售的纳米铜粉进行分散,并通过分光光度法和沉降实验对两者的分散性能进行比较。结果表明:铜纳米颗粒具有很高的表面自由能,容易被氧化,在水性液相介质中分散时容易产生氢氧化铜絮状沉淀。碳包覆铜纳米颗粒表面有碳层的保护,且密度小、表面吸附性能好,分散性能明显优于铜纳米颗粒。     

NiO包覆Ni纳米颗粒的制备及其氧化特性研究

通过对直流电弧等离子体制备的Ni纳米颗粒钝化处理得到NiO包覆Ni纳米颗粒。并对试样的组成成分、形貌、晶体结构、粒度和氧化特性采用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和选区电子衍射(SAED)、热重和差示扫描量热分析仪(TGA/DSC)等手段进行分析。结果表明:经过表面钝化处理的NiO包覆Ni纳米颗粒具有明显的核-壳结构,内核为纳米Ni,外壳为NiO氧化物。颗粒呈球形,粒度均匀,分散性良好,粒径分布在20~70nm范围内,平均粒径为44nm,壳层氧化膜的厚度为5~8nm。壳核结构防止了纳米Ni颗粒的进一步氧化和团聚。     

纳米碳包铁磁性颗粒的制备及表征

采用激光感应复合加热蒸发合成法,以CH4为碳源,制备了大量具有壳核结构的纳米碳包铁颗粒,通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、能量弥散X射线分析(EDX)等对颗粒进行了表征,并利用动态磁滞回线测定仪测定了纳米颗粒的磁化强度等磁性能.结果表明,利用该方法制备的碳包铁纳米颗粒的平均粒径为25nm,表面碳层厚度为5nm左右,具有铁磁性能.纳米碳包铁颗粒将作为磁性载体在医学细胞分离、细胞染色、靶向用药、定向治疗、肿瘤热疗等方面具有广阔的应用前景.     

碳包裹镍核-壳结构复合纳米颗粒的制备及性能研究

采用自行研制的实验装置,通过阳极弧放电等离子体技术成功制备了碳包裹镍核-壳结构纳米复合颗粒,并采用酸洗和磁选的方法对初产物进行了纯化.利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线能量色散分析谱仪(XEDS)等测试手段对样品的化学成分、形貌、微观结构和粒度等特征进行了表征...     

多元醇法合成高比表面积纳米碳颗粒

提出了一种多元醇法敞开体系下制备具有高比表面积的非晶态纳米碳颗粒的方法.以三甘醇作为高沸点溶剂溶解溴化铵,将溶解有二茂铁的无水乙醇在200℃有氧气氛下滴入三甘醇中,利用溴化铵与二茂铁在溶剂中反应制备尺寸均匀的纳米碳颗粒.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附-脱附等温线对纳米碳颗粒的微观结构进行了表征.结果表明碳颗粒近似为等轴状,尺寸分布在30～70nm之间,是完全的非晶态结构,比表面积为578.68m2/g,孔容为0.39cm3/g.反应物在三甘醇中的均匀溶解、反应是生成尺寸均一的纳米碳颗粒的主要因素.     

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.     

碳包覆碳化钛壳／核型纳米材料制备及其电催化性能

采用直流电弧等离子体法,在甲烷和氢气混合气氛下蒸发块体钛,制备出碳包覆碳化钛（C@TiC）壳／核型纳米结构粒子,利用x射线衍射仪、拉曼光谱仪和透射电子显微镜进行了物相、结构及形貌表征,结果表明,所制备的纳米粒子为碳包覆碳化钛结构,其碳包覆层厚度约1nm,部分纳米粒子呈现规则的六棱形貌。利用涂层法将碳包覆碳化钛纳米粉体制成电极,并通过循环伏安测试及电化学降解2,4－二氯酚实验,研究了碳包覆碳化钛纳米粒子的电化学性能及有机物降解性能。在一定负压范围内,碳包覆碳化钛纳米材料电极的降解效率随着负向电压的增大而增大;当电压为－1．0v时,其降解速率为8．55mg／（L·h）;当电压为-0．5v时,降解速率为7．57mg／（L·h）。