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《生物基碳納米材料的制備與性質(zhì)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文生物基碳納米材料的制備與性質(zhì)研究姓名：安玉良申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：化學(xué)工藝指導(dǎo)教師：邱介山20040901生物基碳納米材料的制各與性質(zhì)研究摘要碳納米材料具有獨特的結(jié)構(gòu)和眾多奇異的物理化學(xué)性質(zhì)，在諸多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域顯示出巨大的潛在應(yīng)用價值，近10年來逐漸成為國內(nèi)外關(guān)注的一個研究熱點。本論文以生物材料為基質(zhì)制備碳納米材料，并對其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及制備過程進行了較系統(tǒng)的研究，主要內(nèi)容如下：以一種具有空心結(jié)構(gòu)的脫鐵蛋白為納米級限域性模板反應(yīng)器合成碳包覆金屬納米材料，即：以脫鐵蛋白(其空心結(jié)構(gòu)由蛋白質(zhì)肽鏈構(gòu)成)作為合成碳包覆納米材料的納米級限域性
2、模板反應(yīng)器，首先采用化學(xué)組裝技術(shù)方法將擬包覆金屬的前驅(qū)體填充到蛋白質(zhì)肽鏈構(gòu)成的空腔內(nèi)，然后在溫和可控的條件下進行熱處理，使蛋白質(zhì)肽鏈熱分解，其中生成的碳構(gòu)成富勒烯類空心納米殼體并將填充在蛋白質(zhì)空心內(nèi)部的金屬材料包覆起來，得到碳包覆的金屬納米材料?？疾炝说鞍椎V化反應(yīng)參數(shù)對脫鐵蛋白礦化組裝結(jié)果的影響，并討論了其礦化機理；分別采用真空炭化工藝、還原炭化工藝成功制備出粒度分布均勻的碳包覆錳、鈷納米材料；采用TEM和EDX等對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組成進行了表征分析，并初步討論了碳包覆金屬納米材料的生長過程和機制。以多糖(淀粉、纖維素)為基質(zhì)通過控溫還原炭化工藝成功制各出碳包
3、覆金屬納米材料，綜合采用TEM、HRTEM、SEM、EDX、XRD、Ranlarl、IR光譜、Uv．vis光譜等技術(shù)手段對產(chǎn)品的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、組成和性質(zhì)進行了全面的分析研究。首先以淀粉為基質(zhì)在氫氣氣氛下炭化制備出大量的碳包覆鐵納米材料，通過改變金屬前驅(qū)體中金屬氧化物的成分，成功制備出碳包覆FeCo復(fù)合金屬納米材料；以纖維素為基質(zhì)采用還原炭化工藝亦成功地制備出碳包覆金屬納米材料；得到的碳包覆金屬納米顆粒呈準(zhǔn)球形的核殼結(jié)構(gòu)，粒度比較均一。這些結(jié)果表明，淀粉和纖維素是制備碳包覆納米材料的理想碳前軀體。闡述了碳包覆金屬納米材料的形成機理；指出多糖基碳包覆納米材料的
4、形成過程包括炭化過程和催化石墨化過程兩個階段。此外，以淀粉為前軀體采用電弧法成功制各出形態(tài)規(guī)整的納米碳球，其粒徑分布均勻，石墨化程度高。以鐵蛋白為催化劑前軀體，采用化學(xué)氣相沉積方法進行了碳納米管的制備研究。以煤氣為碳源氣相生長出大量碳納米管，對產(chǎn)品形態(tài)、結(jié)構(gòu)進行表征分析，并對其生長的影響因素進行研究，優(yōu)化了工藝參數(shù)；通過調(diào)節(jié)反應(yīng)時間等參數(shù)成功制各出定向生長的碳納米管陣列。實驗進一步以含硫有機化合物(噻吩、二硫化碳)為碳源制備出Y形碳納米管，結(jié)果表明硫是Y形碳納米管生長的重要因素，并以此提出了Y形碳納米管的生長機理：為進一步考察催化劑對碳納米管生長的影響，
5、以二茂鐵為催化劑熱解煤氣制各出單壁碳納米管，并對其形態(tài)、結(jié)構(gòu)以及生長機理進行了研究。實驗通過電化學(xué)測試分析考察了碳納米管作為電極材料的可行性，發(fā)現(xiàn)碳納米管作為電容器的電極材料具有良好的電化學(xué)性能和較高的穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：生物材料，碳包覆金屬納米材料，碳納米管，脫鐵蛋白，淀粉，纖維素—+．——生塑至型塑鲞翌型塑型墨皇竺星至塞AbstractCarbonnanomaterialsarecurrentlythefocusofresearcharoundtheworldbecauseoftheiruniquemicrostructuresandextraordin
6、arypropertiesaswellasgreatpotentialinmanyfieldsofscienceandtechnology．Inthisthesisthepossibilityforpreparingcarbonnanomaterialsbasedonnaturalbiomaterialshasbeenexplored，andthemorphology,structureandpropertiesoftheobtainedcarbonnanomaterialsaresystematicallystudied，onthebasisofwhi
7、chthegrowthmechanismofcarbonnanometerialsarcaddressed．Anovelapproachforpreparingcarbonencapsulatednanomateriulswithapoferritinasthestartingnano—sizedreactorhasbeendeveloped，inwhichapofcrritinmolecules，akindofbiomaterial、Ⅳitllhollowcages．isusedtotraptheprecursorsofmetalstobeencaps
8、ulated．Theresultsshowthatthellano—sizedm
