碳納米材料及其復(fù)合材料的合成與表征.pdf

1、本論文主要研究微尺度的碳材料的合成新方法，在對(duì)碳納米管、碳空心球以及含碳復(fù)合材料的合成應(yīng)用等方面的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，采用過(guò)渡金屬化合物還原法、催化分解法、水浴加熱法等簡(jiǎn)單溫和的制備方法和反應(yīng)路線，成功的合成出不同直徑的碳納米管、碳空心球、碳實(shí)心球、碳橄欖球、碳納米棒以及基于碳納米管的稀土復(fù)合材料。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道，分別對(duì)它們的生長(zhǎng)機(jī)理和各種性質(zhì)進(jìn)行了探討和研究。論文的主要內(nèi)容歸納如下： 1．利用聚乙

2、二醇（PEG）和NiC2O4、CoC2O4在450℃下反應(yīng)，制備出了高產(chǎn)率的頂端分別包覆鎳、鈷金屬顆粒的碳納米管。利用二茂鐵與NaN3在350℃下反應(yīng)，制備出了高產(chǎn)率的頂端包覆鐵金屬顆粒的碳納米管。系統(tǒng)的研究了金屬催化劑顆粒的大小與碳納米管直徑的關(guān)系，包覆金屬顆粒的碳納米管的磁性，碳納米管的熱穩(wěn)定性，并對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討。 2．在成功合成碳納米管的基礎(chǔ)上，對(duì)所得的碳納米管進(jìn)行后處理，制備了碳納米管表面負(fù)載稀土（Eu、La、Ce

3、、Pr、Nb）氫氧化物的復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)過(guò)程在80℃水浴條件下進(jìn)行，這種制備方法簡(jiǎn)單溫和，可以用來(lái)合成其它許多含碳的復(fù)合材料。對(duì)碳納米管與Eu氫氧化物的復(fù)合材料的研究表明，它可以表現(xiàn)出明顯的光致發(fā)光。 3．豐富和發(fā)展了有機(jī)體系中合成碳納米材料的制備技術(shù)。利用丙酮作為碳源，NaN3作為催化劑，合成出了碳空心球。通過(guò)對(duì)反應(yīng)物比例和催化劑的調(diào)整，制備出了碳實(shí)心球、碳橄欖球和碳納米棒。并分別對(duì)其生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了討論；并研究了碳空心球的熱穩(wěn)定