探索煤基纳米洋葱状富勒烯的制备研究

《探索煤基纳米洋葱状富勒烯的制备研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、太原理工大学硕士学位论文煤基纳米洋葱状富勒烯的制备研究姓名：杜爱兵申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：刘旭光20050401太原理工大学硕士研究生学位论文煤基纳米洋葱状富勒烯的制备研究摘要纳米洋葱状富勒烯作为富勒烯家族的一员，以其独特的分子结构可望在高性能耐磨材料、超导材料、信息材料和生物医用材料等领域有广泛的应用前景。显然，对其性能和应用的开发是以大量廉价制备为基础的。然而，目前的制备方法还存在许多问题(能耗大、成本高、收率低)，使得其性能测试、修饰功能化及应用研究进展缓慢。本文利用低温、低能耗的射频等离子体，以煤为原料，通过合

2、理调整制备的工艺参数，实现了纳米洋葱状富勒烯的低成本制备。利用x．射线衍射、高分辨透射电子显微镜对所得样品进行分析表征。实验证明：以准葛尔煤+lO％石墨和单纯准葛尔煤样为原料均可大量制备纳米洋葱状富勒烯，且纯度较高，在准葛尔煤中加入石墨可使生成的纳米洋葱状富勒烯结构更加规整，石墨化程度更高，而单纯准葛尔煤制备的纳米洋葱状富勒烯石墨化程度相对较低，石墨层呈现波浪状。同时讨论了射频等离子体压力对纳米洋葱状富勒烯形成的影响，在其它工艺条件不变的情况下，压力为30Pa时较为适合纳米洋葱状富勒烯的太原理工大学硕士研究生学位论文生长。选用与准葛尔煤

3、成分相近的峰峰煤同样能大量制备纳米洋葱状富勒烯，产物石墨化程度很高、纯度较高，但是两种产物在结构上存在一些差异，峰峰煤生成的纳米洋葱状富勒烯颗粒更大、石墨层数更多。本文对煤基纳米洋葱状富勒烯的生长机理也进行了探讨，认为煤中大分子之间的弱键联结使得煤基富勒烯制备较石墨基更为有效，在富勒烯生长过程中并非要破坏煤基碳中所有的键，煤中存在的少量矿物质可能充当了纳米洋葱状富勒烯生长的催化剂，对NSOFs的产量和质量有很大的影响。关键词：射频等离子体，煤，纳米洋葱状富勒烯，X．射线衍射，高分辨透射电子显微镜奎堕兰王查竺塑!：!堕堡兰竺兰兰—————

4、———————一COAL．BASEDNANOONION—LIKEFULLERENESSYNTHESISABSTRACTAsamemberofthefullerenefamily,nanoonion’lik。fullerenesareexceptedtohaveextensivepromisingapplicatlonmhigh-performancewearablematerials。superconductivematenaLs，communicationalmaterials，biomedicalmaterialsandSOonb。

5、cau5eoftheiruniquemolecularstructure．Obviously,theexpl01tatlonotpropertyandapplicationofnanoonion-likefullerenesar。ba8edontheirsynthesiswithlargequantitiesatlowcosts·However，therearealotofproblemsintheirpreparation(e．g．highenerg)7con8umptlon，highcost，lowyieldandSOon)，whi

6、chmakethestudYofnanoonion-likefullerenesdevelopslowlyinstructurearldpropertycharacterization，modification，functionandapplicatlon·Inthispaper,weusedradiofrequency,whichoperatesatlowtemDer帅esandlowenergyconsumption，forsyntheslzmgnanoonion-likefullerenesfromcoalbyoptimizing

7、preparatlonPa。a。meters．X．raydiffraction(XRD)andhighresolutiontran5m18810nelectronmicroscopy(HRTEM)wereusedtocharacterlzea11danalvzethemorphologiesandmicrostructuresoftheprodu。t5·TheresultsrevealedthatbothZhungeercoal+10％graPhltea删『II奎璺型工叁兰竺!：竺型竺兰垡笙兰Zhungeercoalcouldyield

8、nanoonion—likefullereneswithlargequantities．Itwasindicatedthatnarloonion—likefullerenessynthesizedfromc