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(diǎn)數(shù)的方法，進(jìn)而通過簡單調(diào)控反應(yīng)動(dòng)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(duì)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(duì)石墨粒子上成核數(shù)的影響并分析其原因。研究表明，當(dāng)硫酸鎳濃度為0.76 mol·L-1時(shí)，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(dòng)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(jī)

3、理。發(fā)現(xiàn) NaOH濃度較低時(shí)，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(shí)，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(qiáng)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