一维炭基纳米复合材料的溶剂热合成与性能研究.pdf

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1、SolvothermalSynthesisandPropertiesofOne—dimensionalCarbon—basedNanocompositesThisThesisSubmittedto．ZhejiangNormalUniversityfortheRequirementsforaDegreeofMasterofScience砂ChangfaGuoSupervisedl9ervtsea6vDVProf．Dr．YongHuZhejiangKeyLaboratoryfo厂ReactiveChemistryonSolidSu

2、rfaces,InstituteofPhysicalChemistry,ZhejiangNormalUniversityMay2012一维炭基纳米复合材料的溶剂热合成与性能研究摘要本论文丰富和发展了溶剂热法合成一维纳米结构材料的制备技术，采用溶剂热法合成了碳纳米管／镍羟乙醇盐聚合物(MWCNT／NGP)、碳纳米管／四氧化三铁(MWCNT／Fe304)和镍羟乙醇盐聚合物微管(NGPMs)等一维纳米碳基复合材料，并分别对它们的电化学性能、微波吸收性能和吸附水中铬(VI)离子性能进行了研究。主要内容如下：1．以MWCNTs和硝酸镍㈣

3、i(N03)2-6H20)作反应物，无水乙酸钠(NaAc)作添加剂，乙二醇(EG)作溶剂，采用简易的溶剂热法于2000C反应12小时，制备了MWCNT／NGP核．壳结构一维纳米结构，改变Ni(N03)2"6H20的浓度，可以调节核．壳结构的壳层厚度。电化学测试结果表明制备的MWCNT／NGP复合结构对葡萄糖直接氧化有明显的催化活性，且催化活性与壳层厚度有关，在MWCNTs和Ni(N03)2"6H20原始配比为30：1(mg：mm01)时，得到的核．壳结构有最高的催化活性，且响应电流与葡萄糖浓度呈良好的线性关系，具备一定的抗干扰

4、能力，这在发展无酶葡萄糖传感器方面有潜在应用。2．以MWCNTs和氯化铁(FeCl3-6H20)为反应物，无水乙酸钠(NaAc)作添加剂，乙二醇(EG)作溶剂，采用溶剂热法制备了Fe304纳米球镶嵌在MWCNTs表面的MWCNT／Fe304异质结一维纳米结构材料，讨论了FeCl3-6H20浓度对异质结构形貌的影响，Fe304纳米球在MWCNTs表面镶嵌的疏密主要取决于前驱体浓度。对微波频率在2～18GHz的吸收性能测试结果表明制备的Fe304纳米球有较强的微波吸收能力，最大吸收峰随涂层厚度向低频方向移动。与之相比，制备的MWC

5、NT／Fe304异质结构吸波能力在高频得到增强，而在低频略有降低。3．在MWCNT／NGP基础上，采用溶剂热法制备了NGPMs一维纳米结构，将其在空气氛围中高温煅烧，得到了保持原结构和形貌的NiO微管，二者吸附水中铬(VI)离子(Cr2072。)的实验结果表明NGPMs可以快速移除水中绝大部分的铬(VI)离子，在pH=4时吸附量高达14．6medg，具备较好移除水中铬(VI)离子的能力。该NGPMs有希望发展成新型重离子水处理剂。关键词：碳纳米管：镍羟乙醇盐聚合物；Fe304；溶剂热法；一维纳米结构IISOLVOTHERⅣ队L

6、SYNTHESISANDPROPERTIESOFONE—DIⅣ匝NSl0NALCAI氇ON—BASEDNANOCOMPOSITESABSTRACTInthisdissertation，solvothermalrouteforthesynthesisofone-dimensional(1D)nanostructureshavebeendeveloped．Bythisway,thecarbonnanotubes／nickelglycolatepolymer(MWCNT／NGP)core—shellnanostructures，ca

7、rbonnanotubes／magnetitemicrospheres(MWCNT／Fe304)heterostructures，andnickelglycolatepolymermicrotubes(NGPMs)weresuccessfullyprepared．Furthermore，theelectrochemistryproperty,microwaveabsorbingability,andtheCr2072’absorbingabilityinultrapurewaterwereinvestigated，respec

8、tively．Themaincontentsofthispaperwereasfollowing：1．AseriesofMWCNT／NGPcore-shellnanostructureshavebeensuccessfullysynthesizedinethyleneglyc