碳包覆金属/金属氧化物纳米复合材料的制备与性能研究
发布时间：2024-03-09 17:44
作为具有核壳构造的新型功能复合材料,碳包覆金属/金属氧化物复合纳米粒子,因其具有内核与外壳层碳的不同组合,使得复合材料展现众多奇特的物理化学性能,其应用前景较为广泛,涉及生物医学、化工、新能源等领域。作为一种新型的功能材料,其制备方法、性能及应用已被人们广泛的关注。金属及其氧化物粒子的碳包覆纳米复合材料可采用不同方式制备,本文采用直流电弧等离子体法和水热法分别制备了碳包覆铜纳米颗粒(记为Cu@C)、碳包覆氧化镍纳米颗粒(记为NiO@C)和碳包覆四氧化三铁纳米颗粒(记为Fe3O4@C)。采用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)以及振动样品磁强计(VSM)对纳米颗粒的微观晶体结构、形貌、化学成分和一些主要物理化学性质进行了较为系统的研究分析。首先,以碳粉和铜粉的混合物为初始原料,在惰性气氛(Ar)保护下,利用直流电弧等离子体技术制备了Cu@C纳米颗粒。结果表明:Cu@C纳米颗粒呈球形或椭球形,分散性良好。复合纳米颗粒在室温下展现出良好的铁磁性。对试样的比表面积和孔结构研究发现,由于毛细管凝聚作用,纳米颗粒的等温...
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 纳米粒子的基本效应
1.1.1 量子尺寸效应
1.1.2 小尺寸效应
1.1.3 表面效应
1.1.4 宏观量子隧道效应
1.2 金属纳米粒子的特性及应用
1.2.1 磁学性能及应用
1.2.2 光学性能及应用
1.2.3 热学性能及应用
1.2.4 电学性能及应用
1.3 金属纳米粒子的表面修饰处理
1.3.1 纳米粒子应用存在的问题
1.3.2 纳米粒子表面修饰目的
1.3.3 纳米粒子表面修饰方法
1.3.3.1 表面物理修饰法
1.3.3.2 表面化学修饰法
1.4 碳包覆金属复合纳米粒子的合成方式
1.4.1 电弧放电法
1.4.2 水热法
1.4.3 溶胶-凝胶法
1.4.4 气相沉积法
1.4.5 激光法
1.5 本文的选题依据和研究内容
第2章 碳包铜纳米颗粒的直流电弧等离子体制备与性能研究
2.1 引言
2.2 样品的制备与表征方法
2.2.1 直流电弧等离子体技术
2.2.2 样品制备过程
2.2.3 样品的测试方法
2.3 结构分析与讨论
2.3.1 XRD分析
2.3.2 TEM分析
2.3.3 XEDS分析
2.3.4 Raman分析
2.3.5 VSM分析
2.3.6 孔结构与比表面积分析
2.3.7 碳包金属纳米颗粒的生长机理
2.4 本章小结
第3章 碳包覆氧化镍纳米颗粒的直流电弧等离子体制备与性能研究
3.1 引言
3.2 样品的制备与表征方法
3.2.1 实验装置
3.2.2 样品制备过程
3.2.3 样品的测试方法
3.3 结构分析与讨论
3.3.1 XRD分析
3.3.2 TEM分析
3.3.3 XEDS分析
3.3.4 VSM分析
3.3.5 Raman分析
3.4 电容器的组装及电化学测试
3.4.1 电极的制备
3.4.2 电化学性能测试
3.4.2.1 单电极测试体系
3.4.2.2 恒流充放电技术
3.4.2.3 循环伏安法
3.4.2.4 交流阻抗谱测试
3.4.3 样品的电化学分析
3.4.3.1 恒流充放电测试
3.4.3.2 循环伏安测试
3.4.3.3 交流阻抗测试
3.5 本章小结
第4章 工艺参数对碳包覆Fe3O4纳米复合颗粒的影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 实验过程
4.3 样品的测试方法
4.4 结构分析与讨论
4.4.1 XRD分析
4.4.2 TEM分析
4.4.3 Raman分析
4.4.4 VSM分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
本文编号：3923708
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 纳米粒子的基本效应
1.1.1 量子尺寸效应
1.1.2 小尺寸效应
1.1.3 表面效应
1.1.4 宏观量子隧道效应
1.2 金属纳米粒子的特性及应用
1.2.1 磁学性能及应用
1.2.2 光学性能及应用
1.2.3 热学性能及应用
1.2.4 电学性能及应用
1.3 金属纳米粒子的表面修饰处理
1.3.1 纳米粒子应用存在的问题
1.3.2 纳米粒子表面修饰目的
1.3.3 纳米粒子表面修饰方法
1.3.3.1 表面物理修饰法
1.3.3.2 表面化学修饰法
1.4 碳包覆金属复合纳米粒子的合成方式
1.4.1 电弧放电法
1.4.2 水热法
1.4.3 溶胶-凝胶法
1.4.4 气相沉积法
1.4.5 激光法
1.5 本文的选题依据和研究内容
第2章 碳包铜纳米颗粒的直流电弧等离子体制备与性能研究
2.1 引言
2.2 样品的制备与表征方法
2.2.1 直流电弧等离子体技术
2.2.2 样品制备过程
2.2.3 样品的测试方法
2.3 结构分析与讨论
2.3.1 XRD分析
2.3.2 TEM分析
2.3.3 XEDS分析
2.3.4 Raman分析
2.3.5 VSM分析
2.3.6 孔结构与比表面积分析
2.3.7 碳包金属纳米颗粒的生长机理
2.4 本章小结
第3章 碳包覆氧化镍纳米颗粒的直流电弧等离子体制备与性能研究
3.1 引言
3.2 样品的制备与表征方法
3.2.1 实验装置
3.2.2 样品制备过程
3.2.3 样品的测试方法
3.3 结构分析与讨论
3.3.1 XRD分析
3.3.2 TEM分析
3.3.3 XEDS分析
3.3.4 VSM分析
3.3.5 Raman分析
3.4 电容器的组装及电化学测试
3.4.1 电极的制备
3.4.2 电化学性能测试
3.4.2.1 单电极测试体系
3.4.2.2 恒流充放电技术
3.4.2.3 循环伏安法
3.4.2.4 交流阻抗谱测试
3.4.3 样品的电化学分析
3.4.3.1 恒流充放电测试
3.4.3.2 循环伏安测试
3.4.3.3 交流阻抗测试
3.5 本章小结
第4章 工艺参数对碳包覆Fe3O4纳米复合颗粒的影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 实验过程
4.3 样品的测试方法
4.4 结构分析与讨论
4.4.1 XRD分析
4.4.2 TEM分析
4.4.3 Raman分析
4.4.4 VSM分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
本文编号：3923708
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3923708.html
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