碳包覆金属钠米粒子的制备、性能及应用研究

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1、摘要碳包覆金属纳米粒子(Carbonencapsulatedmetalnanoparticles，CEMNPs)具有独特的核壳结构和许多奇特的物理化学性质，在许多领域显示出了居大的潜在应用价值。针对目前大多数制备碳包覆金属纳米粒子的方法存在产物中杂质含量高、工艺难于控制和产量较低等问题的现状，本论文发展了一种新颖而简单的制备方法，通过在中温碳化和高温退火含碳杂环有机物和金属硝酸盐的混合物制备CEMNPs，该方法具有工艺路线简单、反应条件温和、原料易得、易于控制及容易实现大量制备等特点。分别以葡萄糖和稀土金属硝酸盐为碳源和金属源，经中温碳化和高温退火便可制得碳包覆稀土金属(La和Eu)

2、纳米粒子。经过进一步纯化后，分别用XRD，HRTEM和粒度分析研究了其成分、微观结构和粒度分布。结果表明所制备的碳包覆稀土金属(La和Eu)纳米粒子的核分别为fcc．La和bcc—Eu，而不是其碳化物或氧化物，并在此基础上初步探讨了其形成机理。采用碳化．退火法制备了碳包覆坡莫合金纳米粒子(Carbonencapsulatedpermalloynanoparticles，CEPNPs)，初步考察了不同条件对制备CEPNPs的影响，在此基础上得出了CEPNPs的最佳制备工艺条件；用XRD，FE—SEM，HRTEM，Raman，TG．DSC，VSM等分析测试手段研究了其形貌、结构和性能；制

3、备了CEPNPs油基磁流体，讨论了不同制备条件对磁流体稳定性的影响，用数码相机拍摄了磁流体的宏观形态特征图，分别用VSM和旋转粘度仪测试了磁流体的磁学和流变学性能；制备了UHMWPE／CEPNPs复合材料，分别讨论了UHMWPE／CEPNPs复合材料的密度、摩擦系数、磨损率和电阻率改变随CEPNPs掺入量改变的变化关系。关键词：碳包覆金属纳米粒子制备性能应用ABSTRACTCarbonencapsulatedmetalnanoparticles(CEMNPs)possessspecialcore-shellstructuresanduniquephysicalandchemicalp

4、roperties，andthusmighthaveimportantapplicationsinareassuchashigh—densitymagneticdatastorage，ferrofluids，catalyst，handlingmaterialsofradioactivewasteandbio—medicalmaterials．ForthepreparationofCEMNPs，thepresenttechniquesshowsomedisadvantages，e．g．，themorpho_logyandthestructureoftheresultingnanopar

5、ticlesarenoteasytocontrol，anditisdifficulttoproducehigh-puritynanoparticlesinlargequantities．WhilehereweproposedanovelandsimplemethodforthepreparationofCEMNPsbycarbonizationandannealingofthemixtureofcarbonheterocycliccompoundandmetalnitrate．Itfeaturedinsimplicity,mildreactioncondition，easyavail

6、abilityofrawmaterials，goodcontrollabilityandhighyield．CarbonencapsulatedLaandEunanoparticleswereobtainedbycarbonizationat500℃andannealing1000℃themixtureofdextroseandrare—earthmetalnitrate．Thecomposition，microstructureandsizedistributionoftheproductswerestudiedafterpurification．Andtheresultsshow

7、edthatthecoresoftheas—preparedcarbonnanocapsuleswerefee—Laandbcc-Eu，ratherthanthatofcarbidephasesoroxidephases．Andthenapossiblemechanismfortheformationofthecore—shellstructureofthesenanoparticleswasdiscussedbriefly．Carbonencapsula