碳微球的水热法合成及性能研究

《碳微球的水热法合成及性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、黑龙江大学硕士学位论文碳微球的水热法合成及性能研究姓名：张永超申请学位级别：硕士专业：无机化学指导教师：付宏刚20081115中文摘要随着富勒烯、碳纳米管的发现，人们对f碳基材料的研究进入了白热化的程度，这是因为碳基材料具有良好的导热、导电等物理性质，是一种十分理想的优质材料。所以提高产率，降低实验成本是目前合成碳基材料的两个关键因素。本文通过低温水热方法，以多种自然界广‘泛存在的糖类作为碳源，在反应釜的高温高压的内环境下，原料经过一定程度的交联碳化得到不同尺寸的球状碳材料，通过控制反应物浓度、反应时IhJ、

2、温度等实验参数，得到了粒径尺寸均一、表面光滑并且具有较好形貌的水热产物。利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱分析(FT-IR)等手段的测试表明通过这种方法制备的产物传承了原料的优良性质，它的外表面也具有非常丰富的官能团，如羟基、羧基等，省去了表面活化的步骤，为以后进行表面单载、催化等领域的应用提供了非常有利的前期条件。以葡萄糖作为碳源，加入一定比例的两种价念的铁盐，通过不同种类的表面活性剂的引入来调控产物的形貌。在适合的原料浓度、反应时I'日J、温度等参数条件下制得表面光滑且粒径均一的复合碳材料。在经过惰性

3、气体保护碳化之后不仅有磁性粒子Fe304出现，而且之前的无定形碳也向石墨晶相转化，重要的是这个转化温度远远低于无定形碳的结晶温度，然而球状形貌并未遭到破坏，只是有略微板结，仅通过一步处理便得到了磁性石墨碳微球。通过X射线衍射分析(XRD)、拉曼光谱和TG．DTA等表征，结果表明我们制备的复合材料中磁性粒子的比重大约在35％左右。目前，复合碳基材料作为一种很重要的材料引起了研究领域的广泛关注。在金属／碳复合材料中，碳不仅可避免会属纳米粒子团聚而且可以排除环境对金属的影响，金属由于碳的保护与空气隔离，使其在空气中

4、长期稳定，为解决金属纳米粒子在空气中极易氧化的问题提供了一种解决方法，对于金属的抗氧化性研究具有重要的现实意义。金属／碳复合材料在催化剂载体、磁性分离、靶向给药、储氢、环境保护、电极材料等领域展现出了很大的优越性和十分广阔的应用前景。关键词：水热：糖类；碳微球：磁性．I．黑龙江大学硕士学位论文AbstractWiththefuIlerenes．carbonnanotubeswasfoundinthecarbon．basedmaterialsforresearchintotheextentofthewhite．

5、hot．thisiSbecausethecarbon—basedmaterialswithgoodthermalconductivity，suchasthephysicalproperties，isaverygoodqualitymaterials．Therefore．tOimproveyieldandreducethecostoftheexperimentisthesynthesisofcarbon—basedmaterialsaretwokeyfactors．Withdifferentsizesmicro

6、sphereshavebeensuccessfullysynthesizedusingautoclavebyhydrothermalmethod，utilizingglucoseasthecarbonsource．Asystematicstudyoftheeffectofthereactiontemperaturesandtimeonthemorphologyoftheobtainedmicrospherewasalsoconductedinthisthesis．ScanningElectronEicrosc

7、ope(SEM)．IRandX—raydiffractionwereusedtOcharacterizetheproduct．Theresultsshowedthatthesampleusingglucoseasstartingmaterialat180。C、6hwhichhasbettermorphologythroughtheSEMimage．Thesurfaceofthespheresishydrophilic，beingfunctionalizedwithOHandC=Ogroups．Coatingt

8、hesphereswithnoble—metalnanoparticlescouldendowthesphereswithspecificcatalytic，magnetic，electronic，optical，oroptoelectronicproperties，utilizingthefunctionalgroupsofthesphereinthesurface．Eliminatethenee