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《兰州理工大学》 2008年
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碳纳米管包覆磁性纳米材料的制备及性质研究

崔永福  
【摘要】: 自碳纳米管发现以来,由于其独特的力学、磁学、电学等性能,己迅速成为世界科学研究的前沿和热点。一些金属粒子,特别是磁性或铁磁性粒子包覆或填充碳纳米管后有很多潜在的工业用途,在实验室中已经实现了用各种各样的方法将多种材料修饰或包覆在碳纳米管中。磁性纳米合成物在很多领域都有潜在的应用,例如,在磁记录,高密度数据存储装置,静电复印机的墨粉和墨盒以及磁成像装置等方面。因此,磁性纳米材料特别是有关碳纳米管的磁性纳米材料得到了很快的发展。另外有序化碳纳米管对实验中研究碳纳米管场发射性质、制备碳纳米管冷阴极以及制备性能优良的碳纳米管复合材料具有重要意义。 本文以碳纳米管的包覆和碳纳米管的填充为研究目的,进行了以下几个方面的工作:(一)采用本课题组研制组装的“阳极弧等离子体法制备碳纳米管的实验装置”通过阳极弧等离子体蒸发内含催化剂(Ni、Co、Fe)的石墨棒,合成了碳纳米管包覆Ni、Co、Fe金属纳米粒子;(二)利用透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散分析谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)对产物进行表征,用振动样品磁强计(VSM)检测得到其磁学性能参数。测试表明,碳纳米管杂质少,管径均匀一致为25nm左右,被包覆粒子粒径基本均匀,平均为20nm,碳纳米管内包覆的物质均匀、连续,且为Ni、Co、Fe粒子。碳纳米管内包覆磁性纳米粒子的饱和磁化强度Ms为17.30 emu/g,剩余饱和磁化强度Mr为3.96 emu/g,矫顽力Hc为396 Oe;(三)得到了阳极弧等离子体法制备高质量碳纳米管包覆Ni、Co、Fe金属纳米粒子的最佳条件为:氦气压为6.0×10~4Pa,弧电流为70A,催化剂质量比为W(Ni):W(Co):W(Fe)=1:1:1,良好的冷却条件。并且分析了阳极弧等离子体法包覆金属纳米粒子的机理;(四)综述了目前各种有序化碳纳米管的方法,提出在层流场中有序化碳纳米管的技术,并计算了在层流场中重新有序化的机理。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TB383.1

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【参考文献】
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