納米顆粒-碳復(fù)合材料的合成及性能研究.pdf

1、油相納米顆粒由于其尺寸形貌可調(diào)、單分散性以及穩(wěn)定性好的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于催化、儲能等領(lǐng)域中。新型碳材料如活性炭、石墨烯等具有吸附能力強、導(dǎo)電性好等優(yōu)點，引起了研究者們的極大關(guān)注。將納米顆粒與碳材料相結(jié)合，可以同時發(fā)揮兩者的優(yōu)勢。將碳材料與光催化材料相結(jié)合，碳材料的高吸附性和大比表面積可以提高材料對污染物的吸附能力，從而提高材料的光催化性能。此外，石墨烯類碳材料的優(yōu)良導(dǎo)電性也有利于提高其性能。本文圍繞納米顆粒和碳材料的復(fù)合物開展了兩方面的研

2、究工作:一是通過自下而上的超聲微乳化組裝法(EBS)將油相Au和TiO2的納米顆粒進行組裝，通過表面活性劑碳化得到表面包覆碳的納米復(fù)合介孔微球，利用碳材料的選擇性吸附性能，使材料具有優(yōu)異的選擇性光催化的性能;二是發(fā)展了一種制備無機油相納米顆粒和石墨烯氣凝膠復(fù)合材料的通用方法，利用氧化石墨烯的表面親油，邊緣親水的特性，通過將納米顆粒的環(huán)己烷分散液和氧化石墨烯水溶液充分混合，實現(xiàn)了納米顆粒在石墨烯表面的均勻負(fù)載，并同時通過環(huán)己烷進行造孔形成

3、石墨烯氣凝膠，得到石墨烯氣凝膠負(fù)載納米顆粒的結(jié)構(gòu)，有效的提高了納米顆粒的性能。主要工作及結(jié)果如下:
　　1、采用溶劑熱法，合成油相分散的納米金顆粒與二氧化鈦納米棒，利用超聲乳化的方法使其自組裝，得到尺寸約為100 nm的膠體球，膠體球經(jīng)過在氮氣氣氛保護下煅燒后，通過表面活性劑的碳化，得到納米顆粒/碳材料復(fù)合介孔微球。復(fù)合介孔微球具有大比表面積，介孔結(jié)構(gòu)的特點，由于表面帶負(fù)電性，并其具有優(yōu)異的選擇性吸附及光催化性能。同時，由于介孔球

4、中Au粒子的表面等離子體共振性能有效的提高了材料的光催化活性。
　　2、發(fā)展了一種通用方法制備石墨烯氣凝膠與無機油相納米顆粒的復(fù)合物。該方法通過氧化石墨烯表面親油、邊緣親水的特性，將油相納米粒子通過分子間的作用力負(fù)載在石墨烯的表面，并且同時利用環(huán)己烷進行造孔，在水熱還原氧化石墨烯片的過程中使石墨烯片聚集形成氣凝膠結(jié)構(gòu)。應(yīng)用該方法，成功得到了TiO2納米棒、Au納米顆粒、CeO2納米顆粒、Fe3O4納米顆粒等與石墨烯氣凝膠復(fù)合的氣凝