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《激光法制備碳納米管及碳包覆金屬納米顆粒的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要碳納米管和碳包覆金屬納米顆粒都是研究較多的碳納米材料，在生物醫(yī)學(xué)工程、催化、新能源等諸多領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用價(jià)值。本文利用毫秒脈沖激光輻照乙醇中的鎳／炭黑混合靶，在常溫常壓的環(huán)境中成功制備了大量魚骨狀的多壁碳納米管，并研究了碳納米管的形成機(jī)制。結(jié)果表明，不同的碳源一石墨和炭黑一提供碳原子的能力是有差異的，激光作用到鎳／炭黑靶上后會(huì)在靶上形成一個(gè)較大的鎳碳蒸氣羽區(qū)，并在其周圍產(chǎn)生一個(gè)熱影響區(qū)，碳納米管在熱影響區(qū)內(nèi)生長(zhǎng)。而激光作用鎳／石墨靶形成的蒸氣羽區(qū)較小，距離催化劑穩(wěn)定存在的熱影響區(qū)較遠(yuǎn)，起不到提供碳源的作用，也就不能形成碳納米
2、管。利用炭黑為碳源所得到的魚骨狀碳納米管扭曲度高，并有大量棱面在表面，有利于作為復(fù)合材料的添加劑進(jìn)一步提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。利用激光液相燒蝕法成功制各了碳包覆鎳納米顆粒。提出了在激光作用下碳包覆鎳納米顆粒的形成機(jī)制：高能量的激光作用在靶材上，使金屬靶蒸發(fā)氣化，進(jìn)而使乙醇分解產(chǎn)生碳原子，碳原子與鎳蒸氣均勻混合后在周圍液體的冷卻和限制作用下塌陷、凝聚成溶有碳的鎳液滴，隨著進(jìn)一步冷卻，碳在鎳中不斷飽和析出，從而在鎳表面形成包覆碳層。實(shí)驗(yàn)表明，此方法也可以用于其它核殼結(jié)構(gòu)納米材料的制備。關(guān)鍵詞：毫秒脈沖激光；碳納米管；碳包覆鎳納米顆粒AB
3、STRACTCarbonnanotubesandcarbonencapsulatedmetalnanoparticlesarepopularcarbonmaterials；theyshowpotentialapplicationsinmanyfieldssuchasbiomedicalengineering，catalysisandnewene唱y，etc．Inthisthesis，wesynthesizedmulti-walledcarbonnanotubesbymillisecondpulsedlaserablationinet
4、hanolunderambienttemperatureandpressureandthefo啪ationmechanismofcarbonnanotubeswasstudied．ThecapabilitiesofproVidingcarbonatomsaredif-ferentforcarbonblackandgraphite．Aslasera_blatesoncarbonblacl(／nickeltarget，ahugeVaporplumewasfornnedoVerthetargetwhichresultsinaheataff
5、ectedzonearoundtheplumeandproVidescarbonatoms，carbonnanotubescangrowintheheataf-fectedzonewherethenickelnanopanilceswerestableandcanserveascatalysts．Whilethevaporplumeproducedf．romgraphite／nickelta唱etwastoosmallandfarawayfromtheheataf．fectedzonewheretheca_talyStnanopar
6、ticlescanstablyexists，carbonnanotubescannotf．omundersuchacondition．Inaddition，carbonnanotubesproducedfromcarbonblackwereflexibleandwithmanydanglingcarbonatomsonthetubesuf．a(chǎn)ce．whichisbenencialf．orcombinationasthecarbonnanotubesfomcompositeswimmatrixandimprovethemechanic
7、alproperrties．Carbonencapsulatednickelnanoparticles(CENPs)withhighpuritywerefal)ricatedbymicrosecondpulsedlaserablationofnickeltargetinethan01．ThesizeofCENPsvaries仔omtenstohundredsnanometers．a(chǎn)ndtheCENPsshowtwokindsoftypicalmorphology，i．e．，singlecarbonshellanddoublecarb
8、onshell．BasedontheTEMobser、r撕on，amechanismofCENPsf．0rmat．onwasproposed，thatis，laserilTadiationinducedthedecomposition
