水熱法制備一維Cu@C納米電纜.pdf

1、最近幾年，納米材料尤其是一維結(jié)構(gòu)納米材料，比如納米棒、納米管、納米線等，由于其獨(dú)特的形貌，特殊尺寸性質(zhì)和光電性質(zhì)以及在催化中誘人的應(yīng)用前景，而成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。一維納米材料重要的理論意義和潛在的廣泛應(yīng)用前景使其成為物理、化學(xué)、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域的研究前沿。發(fā)展制備一維納米材料的新方法，開(kāi)拓新的體系是一個(gè)十分重要的研究課題。通過(guò)簡(jiǎn)單的合成方法，可控合成一維結(jié)構(gòu)納米材料一直是研究的熱點(diǎn)。水熱法是一種基于溶液的化學(xué)合成方法，是一種有效而方便的

2、合成納米材料途徑。此方法高效方便，不需要惰性氛圍和昂貴的設(shè)備。己經(jīng)被廣泛的用來(lái)合成一維結(jié)構(gòu)納米材料，沸石和陶瓷材料等。這是控制粒子大小，尺寸分布和材料形貌的最有前途的方法之一。 本論文旨在用不同的還原劑水熱法合成一維Cu@C納米電纜，比較不同還原劑的區(qū)別，尋求最適合的還原劑，優(yōu)化其合成條件，探討其形成機(jī)理。 已經(jīng)完成的主要工作包括以下三個(gè)方面： 分別以六次甲基四胺、麥芽糖、葡萄糖為還原劑和碳源，以氯化銅為銅源，以

3、十六烷基三甲基溴化銨為表面活性劑水熱法制備一維Cu@C納米電纜。 一、使用六次甲基四胺作為還原劑和碳源，制備了一維Cu@C納米電纜?？疾炝怂疅岱磻?yīng)過(guò)程中溫度、表面活性劑等實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)產(chǎn)物形貌的影響，探討納米電纜形成的機(jī)理。XRD測(cè)試結(jié)果表明所得到的產(chǎn)物是立方相結(jié)構(gòu)的銅。SEM和TEM測(cè)試結(jié)果表明，所得的一維Cu@C納米電纜長(zhǎng)度在幾微米到十幾微米，直徑在200-400nm左右。UV-VIS研究表明一維Cu@C納米電纜的強(qiáng)吸收發(fā)生在5

4、93nm處。使用六次甲基四胺制備的一維Cu@C納米電纜顆粒含量較多。 二、采用麥芽糖作為還原劑和碳源，制備了一維Cu@C納米電纜。利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、紫外-可見(jiàn)光光譜儀(UV-VIS)等手段對(duì)一維Cu@C納米電纜進(jìn)行了表征和分析，并探討其形成的機(jī)理。XRD測(cè)試結(jié)果表明所得到的產(chǎn)物是立方相結(jié)構(gòu)的銅。SEM和TEM測(cè)試結(jié)果表明，所得的一維Cu@C納米電纜長(zhǎng)度在十幾微米，直徑

5、在200-400nm左右，產(chǎn)品為單晶。UV-VIS研究表明一維Cu@C納米電纜的強(qiáng)吸收發(fā)生在604nm處。采用麥芽糖作還原劑和碳源，解決了在制備過(guò)程中混雜不規(guī)則顆粒的問(wèn)題。但麥芽糖碳化會(huì)形成大量非晶態(tài)的碳微球，這給納米電纜的制備帶來(lái)一定的問(wèn)題。我們采用超聲的方法去除這些碳微球。 三、使用葡萄糖作為還原劑和碳源，制備了一維Cu@C納米電纜。詳細(xì)考察了水熱反應(yīng)過(guò)程中溫度、表面活性劑、pH值、反應(yīng)時(shí)間等實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)產(chǎn)物形貌的影響，探討其

6、形成的機(jī)理。利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、紫外-可見(jiàn)光光譜儀(UV-VIS)等手段對(duì)一維Cu@C納米電纜進(jìn)行了表征和分析。XRD測(cè)試結(jié)果表明所得到的產(chǎn)物是立方相結(jié)構(gòu)的銅。SEM和TEM測(cè)試結(jié)果表明，所得的一維Cu@C納米電纜長(zhǎng)度在幾十微米，直徑在200-400nm左右，產(chǎn)品為單晶。UV-VIS研究表明一維Cu@C納米電纜的強(qiáng)吸收發(fā)生在564nm處。采用葡萄糖作為還原劑，制備的一維Cu@C