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南京理工大学
博士学位论文
碳包裹纳米金属及其合金粒子的制备和性能研究
姓名:赵军
申请学位级别:博士
专业:材料学
指导教师:徐复铭
20061110
摘要的性能赋予被包裹的粒子,使其在电子、磁记录、电波屏蔽/吸收、催化剂、抗菌剂、粒尺寸随着热解温度的升高不断增大。而在同样的条件下热解载铁树脂疍,热解产物中铁的晶体结构与热解温度有关,嫒冉獠镂L难趸铮℃热顽力风大于相应的块体材料,先随试样中粒子尺寸的减小而增大,在达到单畴尺寸碳包裹纳米金属粒子是一种新型的纳米复合材料,其性质相对稳定的碳层可以保护金属粒子不发生物理、化学变化,防止金属纳米粒子长大和团聚,甚至可以将碳层生物医学等方面有广泛的应用前景,因此这一材料在上个世纪九十年代一出现便成为研究的热点。本文采用一种新的制备方法,即以阳离子交换树脂为碳源,金属离子为金属源,首次采用离子交换的方法将金属离子引入到聚合物中,得到含金属的聚合物前驱体,然后在℃热解制备碳包裹纳米金属及合金粒子,本文的制备方法具有工艺简单、纳米金属粒度可控、容易操作、成本低等特点。深入研究了制备工艺条件对碳包裹纳米金属粒子形态的影响,并结合湎哐射仪、元素分析仪、红外光谱、电子显微镜等现代分析手段对材料的结构、性能进行详细分析;初步分析了其形成机理;并研究了其催化性能、磁性能和吸波性能。℃热解载镍和载钴的前驱体疍珻疍可获得碳包裹面心立方结构哪擅啄㈩芰W樱捶⑾帜㈩艿难趸锖吞蓟铮⒆。℃热解载铁、镍前驱体甆疍和载铁、钴前驱体瓹疍分别获得了碳包裹峁固辖鸷蚥结构铁钴合金纳米粒子。颗粒的点阵常数随合金颗粒中铁含量的增加而增大;纳米合金的晶粒随热解温度的升高而增大。包裹纳米粒子的壳层碳结构因热解温度的不同而不同,℃时,壳层碳为无定型碳;℃时,℃热解形成的无定型碳壳层石墨化,同时被包裹金属粒子明显长大。通过对形成机理进行分析认为,℃热解过程中,核金属对壳层的无定型碳具有催化石墨化作用;而被包裹粒子的长大是由于被包裹金属对外层的无定型碳产生催化石墨作用时,导致核金属的裸露,相互融并引起的。采用热分析法考察了碳包裹纳米金属及合金粒子对高氯酸铵热分解的催化作用。结果表明,碳包裹纳米金属及合金粒子使的高温分解温度大幅下降,高温分解的表观活化能降低,热分解反应的速率加快,分解放热量提高。同时探讨了对催化热分解的机理。碳包裹纳米金属及合金粒子的磁性与被包裹纳米金属和合金粒子的尺寸有关。矫博士论文碳包裹纳米金属及其合金粒子的制备和性能研究
8浇募岛螅媸匝辛W映叽绲募跣《跣。槐缺ズ痛呕慷却闲∮谙嘤Φ目关键词:碳包裹纳米粒子,机理,催化性能,磁性能,吸波性能体材料,随试样中粒子尺寸的增大而单调增大,并逐渐接近块体材料的值;碳包裹纳米合金粒子的磁性还与粒子的合金成分有关。嬷频玫奶及擅滋⒛⑻芎辖鸷吞辖鹆W游N占质量分数为%皇U辰峒粒捎霉畏ǖ绱挪ǚ瓷湮詹馐越峁砻鳎坎愫裎时,碳包裹纳米铁粒子的吸波性能最好,.,频宽△可达当涂层厚为笥沂保琑蚋咂捣较蛞贫悼硐陆怠摘要博士论文
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第滦髀纳米材料概述应和宏观量子隧道效应。此外,还有在此基础上的其它特性,如纳米材料的介电纳米材料Ⅱ.縚般泛指目帕!6庸阋迳纤担擅撞牧现傅氖窃谌空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。纳米材料按材料结构分为纳米晶体、纳米非晶体和纳米准晶体话春旯劢峁箍煞治S赡擅琢W组成的纳米块、纳米膜和纳米多层膜及纳米纤维等;按空间形态分为零维纳米粒子、团簇等,一维纳米丝、纳米捧、纳米管等,二维纳米超薄膜、多层膜、超晶格,三维纳米块。各种类型的纳米材料均由纳米粒子作为基本单元构成,而纳米粒子是由数目极少的原子或分子组成的原子群或分子群。纳米粒子的尺度处于原子簇和宏观物体交界的过渡域,是介于宏观物质与微观原子或分子间的过渡亚稳态物