二氧化硅包裹镓球的制备及其电子显微镜辐照研究

摘要

微米亚微米、纳米材料因其表面的原子数多，具有许多悬空键和不饱和键的性质，因而会表现出很好的化学、催化性能。低熔点金属若能制成催化剂，将大大降低目标物质生成温度和能耗。本文主要讲述，在垂直射频感应中用CVD方法制备微米、亚微米级二氧化硅包裹的镓球，和在透射电镜中用电子束辐照的方法制备纳米金属催化剂—镓。主要结果如下：
　　（1）通过CVD方法，在垂直射频感应炉中制备出了由二氧化硅包裹的微米亚微米级镓球颗粒，解释了二氧化硅包裹镓球的生长机制。
　　（2）在透射电子显微镜中，通过对微米亚微米级二氧化硅包裹镓球的原位电子束辐照，得到了分散的金属纳米催化剂镓颗粒。电子束辐照实验表明：在电子束辐照下，二氧化硅包裹的镓球、分布在碳膜边缘无包裹镓球会发生爆炸现象，爆炸过程中原始球的直径一直减小，其减小的速率慢慢变小；原始球周围会落有爆炸出来的小镓球，随着辐照时间的增长，爆炸出镓球的直径也慢慢变大，其增大速率也慢慢减小，直至爆炸停止。离原始球越远，爆炸出来镓球的直径越小，这样得到最小的镓球直径为5 nm。这些实验结果支持这种爆炸是一种库仑爆炸。
　　（3）采用球形核壳结构模型，分析了在电子束辐照下，与二氧化硅包裹镓球发生爆炸现象相关的因素主要有电子束辐照引起的压强、镓的理论结合强度引起的压强、镓球表面张力所引起的压强和二氧化硅壳层引起的压强。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 纳米催化剂的种类及其制备、表征方法

1.3 透射电镜中的原位研究

1.4 本工作的研究目的、意义

2 二氧化硅包裹镓球的制备

2.1 仪器设备

2.2 二氧化硅包裹的镓球的制备

2.3 二氧化硅包裹镓球的生长机制

2.4 本章小结

3 二氧化硅包裹镓球的电子显微镜辐照研究

3.1 微米级二氧化硅包裹镓球的电子显微镜辐照研究

3.2 亚微米级二氧化硅包裹镓球的电子显微镜辐照研究

3.3 电子显微镜辐照二氧化硅包裹镓球的机理分析

3.4 本章小结

4 总结与展望

4.1 全文总结

4.2 本文创新点

4.3 展望

致谢

参考文献