鎳包石墨核殼復(fù)合粒子的形貌控制制備與性能研究.pdf

1、鎳包石墨復(fù)合粒子兼具石墨和鎳的優(yōu)良性質(zhì)，在電磁屏蔽、催化、通訊和軍事工業(yè)等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。然而，現(xiàn)有的鎳包石墨復(fù)合粒子存在殼層不致密、形貌不可控等問題，這限制了其在電磁屏蔽和催化領(lǐng)域中的應(yīng)用。為此，本學(xué)位論文提出一種基于靜電吸附作用在石墨粒子表面控制成核位點數(shù)的方法，進而通過簡單調(diào)控反應(yīng)動力學(xué)制備具有不同形貌鎳殼層的鎳包石墨復(fù)合粒子。研究了鎳包石墨復(fù)合粒子中鎳殼層的致密度和形貌的控制方法及其對電磁性能和催化活性的影響。取得的主要研究結(jié)果

2、如下：
　　首先，基于靜電吸附作用以種子生長法控制成核數(shù)制備出殼層致密的鎳包石墨復(fù)合粒子。研究浸泡過程中不同硫酸鎳濃度對石墨粒子上成核數(shù)的影響并分析其原因。研究表明，當硫酸鎳濃度為0.76 mol·L-1時，石墨粒子上吸附的鎳離子數(shù)最多，有利于獲得較多的成核數(shù)制備出連續(xù)致密的鎳包石墨復(fù)合粒子。
　　其次，在不加任何表面活性劑與磁場的前提下，僅通過化學(xué)動力學(xué)的調(diào)控制備出納米針狀與球形顆粒膜狀鎳包石墨復(fù)合粒子。研究了其形貌轉(zhuǎn)變機

3、理。發(fā)現(xiàn) NaOH濃度較低時，反應(yīng)速率較低，成核后，為降低體系的表面自由能，新生成的鎳晶核延著表面自由能高的<110>方向生長，生成一維納米針狀鎳；NaOH濃度較高時，反應(yīng)速率較高，鎳晶核各向同性生長，最終成為球形顆粒膜狀鎳。以球形顆粒膜狀鎳包石墨復(fù)合粒子為填料制備的導(dǎo)電膠的體積電阻率為4.69×10-2Ω·cm，飽和磁化強度為40.6 emu/g，具有優(yōu)異的電磁性能可用于電磁屏蔽材料。納米針狀鎳包石墨復(fù)合粒子具有良好的催化活性可用于催