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1、黑龍江大學(xué)碩士學(xué)位論文碳微球的水熱法合成及性能研究姓名：張永超申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：無(wú)機(jī)化學(xué)指導(dǎo)教師：付宏剛20081115中文摘要隨著富勒烯、碳納米管的發(fā)現(xiàn)，人們對(duì)f碳基材料的研究進(jìn)入了白熱化的程度，這是因?yàn)樘蓟牧暇哂辛己玫膶?dǎo)熱、導(dǎo)電等物理性質(zhì)，是一種十分理想的優(yōu)質(zhì)材料。所以提高產(chǎn)率，降低實(shí)驗(yàn)成本是目前合成碳基材料的兩個(gè)關(guān)鍵因素。本文通過(guò)低溫水熱方法，以多種自然界廣‘泛存在的糖類(lèi)作為碳源，在反應(yīng)釜的高溫高壓的內(nèi)環(huán)境下，原料經(jīng)過(guò)一定程度的交聯(lián)碳化得到不同尺寸的球狀碳材料，通過(guò)控制反應(yīng)物濃度、反應(yīng)時(shí)IhJ、
2、溫度等實(shí)驗(yàn)參數(shù)，得到了粒徑尺寸均一、表面光滑并且具有較好形貌的水熱產(chǎn)物。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜分析(FT-IR)等手段的測(cè)試表明通過(guò)這種方法制備的產(chǎn)物傳承了原料的優(yōu)良性質(zhì)，它的外表面也具有非常豐富的官能團(tuán)，如羥基、羧基等，省去了表面活化的步驟，為以后進(jìn)行表面單載、催化等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了非常有利的前期條件。以葡萄糖作為碳源，加入一定比例的兩種價(jià)念的鐵鹽，通過(guò)不同種類(lèi)的表面活性劑的引入來(lái)調(diào)控產(chǎn)物的形貌。在適合的原料濃度、反應(yīng)時(shí)I'日J(rèn)、溫度等參數(shù)條件下制得表面光滑且粒徑均一的復(fù)合碳材料。在經(jīng)過(guò)惰性
3、氣體保護(hù)碳化之后不僅有磁性粒子Fe304出現(xiàn)，而且之前的無(wú)定形碳也向石墨晶相轉(zhuǎn)化，重要的是這個(gè)轉(zhuǎn)化溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于無(wú)定形碳的結(jié)晶溫度，然而球狀形貌并未遭到破壞，只是有略微板結(jié)，僅通過(guò)一步處理便得到了磁性石墨碳微球。通過(guò)X射線衍射分析(XRD)、拉曼光譜和TG．DTA等表征，結(jié)果表明我們制備的復(fù)合材料中磁性粒子的比重大約在35％左右。目前，復(fù)合碳基材料作為一種很重要的材料引起了研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。在金屬／碳復(fù)合材料中，碳不僅可避免會(huì)屬納米粒子團(tuán)聚而且可以排除環(huán)境對(duì)金屬的影響，金屬由于碳的保護(hù)與空氣隔離，使其在空氣中
4、長(zhǎng)期穩(wěn)定，為解決金屬納米粒子在空氣中極易氧化的問(wèn)題提供了一種解決方法，對(duì)于金屬的抗氧化性研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。金屬／碳復(fù)合材料在催化劑載體、磁性分離、靶向給藥、儲(chǔ)氫、環(huán)境保護(hù)、電極材料等領(lǐng)域展現(xiàn)出了很大的優(yōu)越性和十分廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：水熱：糖類(lèi)；碳微球：磁性．I．黑龍江大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractWiththefuIlerenes．carbonnanotubeswasfoundinthecarbon．basedmaterialsforresearchintotheextentofthewhite．
5、hot．thisiSbecausethecarbon—basedmaterialswithgoodthermalconductivity，suchasthephysicalproperties，isaverygoodqualitymaterials．Therefore．tOimproveyieldandreducethecostoftheexperimentisthesynthesisofcarbon—basedmaterialsaretwokeyfactors．Withdifferentsizesmicro
6、sphereshavebeensuccessfullysynthesizedusingautoclavebyhydrothermalmethod，utilizingglucoseasthecarbonsource．Asystematicstudyoftheeffectofthereactiontemperaturesandtimeonthemorphologyoftheobtainedmicrospherewasalsoconductedinthisthesis．ScanningElectronEicrosc
7、ope(SEM)．IRandX—raydiffractionwereusedtOcharacterizetheproduct．Theresultsshowedthatthesampleusingglucoseasstartingmaterialat180。C、6hwhichhasbettermorphologythroughtheSEMimage．Thesurfaceofthespheresishydrophilic，beingfunctionalizedwithOHandC=Ogroups．Coatingt
8、hesphereswithnoble—metalnanoparticlescouldendowthesphereswithspecificcatalytic，magnetic，electronic，optical，oroptoelectronicproperties，utilizingthefunctionalgroupsofthesphereinthesurface．Eliminatethenee
