納米孔無機材料模板法制備一維和二維碳納米材料的研究.pdf

1、近年來使用模板法制備碳納米材料引起了人們廣泛的重視?；谀０宓目臻g限域作用和模板劑的調控作用，該方法實現了對目標材料的形貌、結構、大小、排布等的控制，是合成一維納米材料的一項有效技術。
　　本文采用水滑石和埃洛石兩種無機材料作為模板，制備得到一維和二維碳納米材料，考察碳源添加量，碳化溫度等條件對產物的影響。采用XRD、IR、拉曼、SEM、TEM、XPS、BET等手段對所得到的材料進行一系列的表征。
　　采用鈷鋁水滑石(CoA

2、l-CO32--LDH)為模板，對苯乙烯磺酸鈉(SSS)為碳源，利用模板層間離子可交換性，在LDH層間插入碳源，通過高溫碳化和酸洗除去模板過程來制備得到二維石墨烯材料。結果表明，碳化溫度為600℃既可成功制各得到石墨烯材料，此時產物的石墨化程度最高，且產物復制了模板水滑石的形貌，呈現六邊形，尺寸達到微米級別。其中模板鈷鋁水滑石中所含有的催化活性Co元素，起到加快碳化的作用。
　　以埃洛石(HNTs)為模板，聚乙烯醇(PVA)為碳源

3、，利用HNTs的管狀結構，采用模板法結合有機物修飾法成功制備得到一維碳納米管材料。研究了碳納米管的形成過程，結果表明，PVA是通過與HNTs表面的羥基結合，附著在HNTs的表面，形成中空管狀結構的PVA/HNTs復合物。該復合物經高溫碳化和酸洗去除模板過程，得到非晶態(tài)結構的碳納米管材料?？疾焯蓟瘻囟葘Ξa物的影響，結果表明，產物的石墨化程度隨著碳化溫度的升高而降低，說明HNTs模板對碳源的石墨化具有一定的阻礙效應。
　　以埃洛石(H

4、NTs)為模板，聚乙烯醇(PVA)為碳源，利用HNTs的中空管狀結構，采用納米澆筑法制備得到碳納米棒材料。研究了碳納米棒的形成過程，結果表明，PVA被填充進入HNTs的管徑內，并在管徑內堆積，將管徑填滿，形成PVA/HNTs復合物。研究碳源添加量不同對產物的影響，結果表明，當碳源與模板的質量比為2∶1時，表現出更好的填充效果，更高的含碳量及更高的石墨化程度。以埃洛石(HNTs)為模板，聚乙烯醇(PVA)為碳源，采用水熱法同樣可以得到碳納