微米、納米級碳材料的溶劑熱合成與表征.pdf

1、目前，如何控制納米材料的合成，實現(xiàn)對其生長方向、尺寸、維度、組成、結構以至性能的調控，對于深入研究納米材料內(nèi)部結構與其特殊性質之間的關聯(lián)，并最終使其能夠按照人們的意愿進行組裝，是材料科學面臨的重大課題之一。自從上世紀八、九十年代富勒烯和納米碳管的相繼發(fā)現(xiàn)，微尺度碳材料以其獨特的物理、化學和機械性能而受到世界范圍內(nèi)科學家的廣泛關注。本論文在納米碳管的低溫液相合成，新型碳空殼結構的設計合成與形成機制研究，碳納米片層結構的合成與組裝等方面取得

2、了一定的成果，并對所獲新型微尺度碳結構的物理性質進行了初步研究。此外，還對混合溶劑熱條件下碲的重結晶過程進行研究，制備了新型的十字交叉的六足狀微結構，并對其形成機制進行了初步探討。 1.發(fā)展了納米碳管的低溫溶劑熱制備技術。在對Friedel-Crafts反應機理進行充分分析的基礎上，實現(xiàn)了多壁納米碳管的低溫溶劑熱合成；通過研究石墨片層與納米碳管在結構上的相似性，利用微小石墨片層的卷曲，室溫下在液態(tài)二硫化碳介質中使用超聲波處理石墨

3、顆粒成功獲得了竹節(jié)狀納米碳管。對這些管狀納米結構形成機制進行研究，提出了納米碳管形成中的層狀卷曲機制。這些方法為研究層狀化合物一維納米結構的形成機制提供了新的思路。 2.根據(jù)溶質從過飽和溶液中析出的原理，通過調節(jié)系統(tǒng)降溫過程，利用高溫下不飽和金屬鎳-碳液態(tài)合金成功獲得了具有不同形貌的碳空殼結構，并對其之間的轉化與聯(lián)系進行了分析與討論。 3.發(fā)展了多層碳空殼結構的制備方法。通過金屬汞與二硫化碳高溫反應獲得了雙層碳空殼結構，

4、研究并提出了低熔點非活潑金屬與二硫化碳之間高溫溶劑熱反應中的逐層包覆-硫化機制，在此基礎上進一步獲得了三層碳空殼結構。相對于單層空殼結構，多層空殼結構擁有更加優(yōu)越的熱穩(wěn)定性，在復合催化劑載體、物質的分隔儲存和輸運等方面具有潛在的應用價值。 4.利用碳納米片層結構生長過程中內(nèi)部結構缺陷對其生長方向的影響，采用簡單的溶劑熱法合成了碳納米片層結構及其花簇狀組裝體，研究表明所獲得的產(chǎn)物具有較大的比表面積，在催化劑載體與氣體吸附等領域顯示