碳包覆鐵納米顆粒材料的合成及其結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、碳包覆納米金屬顆粒是一種新型的納米碳/金屬復(fù)合材料，其中數(shù)層石墨片層緊密圍繞納米金屬粒子有序排列，納米金屬粒子處于核心位置，形成核殼結(jié)構(gòu)。由于其獨特的結(jié)構(gòu)和性能，碳包覆納米金屬顆?？赏诟呙芏却庞涗洸牧?、鐵磁流體、電波屏蔽材料、氧化還原催化劑、核廢料處理材料和生物醫(yī)用材料等方面獲得廣泛應(yīng)用。 本論文主要以一種中海油石油重油為碳源、以二茂鐵為金屬源，采用共熱解法制備碳包覆納米金屬顆粒。詳細考察了制備工藝參數(shù)（催化劑比例、體系壓力、

2、保溫時間）對CEMNs形成、轉(zhuǎn)化及其形態(tài)結(jié)構(gòu)影響。利用TEM、XRD等測試分析手段研究了材料的形貌、結(jié)構(gòu)和性能，進而得出制備工藝的影響規(guī)律，實現(xiàn)材料的可控制備；對CEMNs進行炭化處理，研究此過程中材料形貌和結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化行為及機制，為多形態(tài)炭納米材料的研究開發(fā)奠定基礎(chǔ)。 實驗結(jié)果表明，以芳烴重油為碳源、二茂鐵為金屬源，采用共熱解法，通過調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，可以大量制備碳包覆鐵納米顆粒。在420℃條件下，增大二茂鐵含量、降低反應(yīng)體系壓力以

3、及延長保溫時間有利于形成粒徑均一，核殼分界明顯，碳層石墨化程度高的包覆顆粒，包覆金屬以單質(zhì)α-Fe為主，含有少量Fe3C。在二茂鐵含量為35wt％、體系壓力為1MPa、保溫時間為2．5h時所制得的碳包覆鐵顆粒結(jié)構(gòu)最理想，平均粒徑在30～100nm之間，具有良好的核殼包覆結(jié)構(gòu)，碳的d002值達到0．336nm，碳層為同心圓石墨結(jié)構(gòu)，核心為α-Fe。 通過原料組成、合成工藝參數(shù)與產(chǎn)物形貌和結(jié)構(gòu)的關(guān)系研究，推斷共熱解法形成碳包覆鐵納米