葡萄糖水熱法制備納米碳球

1、葡萄糖水熱法制備納米碳球葡萄糖水熱法制備納米碳球廣州華南農(nóng)業(yè)大學理學院09材化（2）班林勛，200930750211引言引言炭微球材料由于其具有高密度、高強度、高比表面積以及在鋰離子電池方面的應用前景，已經(jīng)引起許多研究人員的興趣。碳微球的形狀和大小顯著影響著其電學性能。葡萄糖在水熱條件下會發(fā)生許多化學反應，實驗結(jié)果表明：炭微球的增長似乎符合LaMer模型（見圖1），當0.5molL1的葡萄糖溶液在低于140?C或反應時間小于1h時不會形

2、成炭球，在此條件下反應后溶液呈橙色或紅色并且粘度增強，表明有芳香族化合物和低聚糖形成，這是反應的聚合步驟。當反應條件為0.5molL1、160℃、3h時開始出現(xiàn)成核現(xiàn)象，這個碳化步驟可能是由于低聚糖之間分子間脫水而引起的交聯(lián)反應，或者在先前步驟中有其它大分子的形成，然后形成的核在溶液中各向同性生長所致。從現(xiàn)有的研究結(jié)果表明，制備過程中的反應條件如葡萄糖的起始濃度、反應溫度和反應時間直接影響炭球的粒徑分布，其中反應時間對顆粒粒徑影響很大，

3、隨著反應時間的延長，這些納米炭球粒徑從150nm（最初核的大小，實驗所得到的最小的尺寸）生長到1500nm。由葡萄糖水熱法制備納米炭球具有綠色環(huán)保無污染的特點，實驗過程中沒有引入任何引發(fā)劑以及有毒溶劑，制備得到的炭球粒徑均勻，大小可控，同時表面含有大量活性官能團，具有優(yōu)良的親水性和表面反應活性，可應用于生物化學、生物診斷以及藥物傳輸領域，也可以作為制備核殼結(jié)構材料或者多孔材料的模板等等，具有令人欣喜的應用前景。圖1水熱法形成炭球的結(jié)構變

4、化示意圖1實驗部分實驗部分1.1實驗實驗儀器與試劑儀器與試劑1.3.1X射線衍射分析射線衍射分析測定所制備碳球的晶型以判斷該碳球所屬的類型（如普通碳還是石墨型碳）1.3.2紅外光譜分析紅外光譜分析測定碳球的活性官能團，表征不同制備條件下得到的碳球活性官能團變化2結(jié)果與討論結(jié)果與討論2.1實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)實驗最終制備得到的納米碳球的質(zhì)量為0.1255g，根據(jù)下列化學方程式C6H12O66C6H2O可得產(chǎn)率23%.5100%4.21255.

5、0100%理論產(chǎn)率實際產(chǎn)率ω?????2.2納米碳球的結(jié)構表征納米碳球的結(jié)構表征2.2.1納米碳球的納米碳球的XRD表征分析表征分析圖3、圖4給出的是天然石墨和非晶型碳的標準XRD譜圖，圖5、圖6給出的是在不同樣品板上檢測實驗制備的納米碳球的XRD譜圖。對比可得，實驗制備所得的納米碳球與非晶型碳更加接近，故而初步判斷實驗所得的納米碳球是非晶型碳。圖5為在玻璃樣品板上檢測所得的XRD譜圖，從圖中可以看出在21附近有一個大的“饅頭峰”，可以