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文檔簡介
1、近年來使用模板法制備碳納米材料引起了人們廣泛的重視?;谀0宓目臻g限域作用和模板劑的調(diào)控作用,該方法實現(xiàn)了對目標(biāo)材料的形貌、結(jié)構(gòu)、大小、排布等的控制,是合成一維納米材料的一項有效技術(shù)。
本文采用水滑石和埃洛石兩種無機(jī)材料作為模板,制備得到一維和二維碳納米材料,考察碳源添加量,碳化溫度等條件對產(chǎn)物的影響。采用XRD、IR、拉曼、SEM、TEM、XPS、BET等手段對所得到的材料進(jìn)行一系列的表征。
采用鈷鋁水滑石(CoA
2、l-CO32--LDH)為模板,對苯乙烯磺酸鈉(SSS)為碳源,利用模板層間離子可交換性,在LDH層間插入碳源,通過高溫碳化和酸洗除去模板過程來制備得到二維石墨烯材料。結(jié)果表明,碳化溫度為600℃既可成功制各得到石墨烯材料,此時產(chǎn)物的石墨化程度最高,且產(chǎn)物復(fù)制了模板水滑石的形貌,呈現(xiàn)六邊形,尺寸達(dá)到微米級別。其中模板鈷鋁水滑石中所含有的催化活性Co元素,起到加快碳化的作用。
以埃洛石(HNTs)為模板,聚乙烯醇(PVA)為碳源
3、,利用HNTs的管狀結(jié)構(gòu),采用模板法結(jié)合有機(jī)物修飾法成功制備得到一維碳納米管材料。研究了碳納米管的形成過程,結(jié)果表明,PVA是通過與HNTs表面的羥基結(jié)合,附著在HNTs的表面,形成中空管狀結(jié)構(gòu)的PVA/HNTs復(fù)合物。該復(fù)合物經(jīng)高溫碳化和酸洗去除模板過程,得到非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的碳納米管材料。考察碳化溫度對產(chǎn)物的影響,結(jié)果表明,產(chǎn)物的石墨化程度隨著碳化溫度的升高而降低,說明HNTs模板對碳源的石墨化具有一定的阻礙效應(yīng)。
以埃洛石(H
4、NTs)為模板,聚乙烯醇(PVA)為碳源,利用HNTs的中空管狀結(jié)構(gòu),采用納米澆筑法制備得到碳納米棒材料。研究了碳納米棒的形成過程,結(jié)果表明,PVA被填充進(jìn)入HNTs的管徑內(nèi),并在管徑內(nèi)堆積,將管徑填滿,形成PVA/HNTs復(fù)合物。研究碳源添加量不同對產(chǎn)物的影響,結(jié)果表明,當(dāng)碳源與模板的質(zhì)量比為2∶1時,表現(xiàn)出更好的填充效果,更高的含碳量及更高的石墨化程度。以埃洛石(HNTs)為模板,聚乙烯醇(PVA)為碳源,采用水熱法同樣可以得到碳納
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