电弧放电法制备洋葱状富勒烯的研究

摘要

该文采用传统的直流电弧放电法,通过设计合理的实验方案,得到了制备洋葱状富勒烯的理想工艺.在实验中,以较廉价的氮气作为载气进行电弧放电,通过调节载气压力、放电电流和电压等实验细节,以实现洋葱状富勒烯的大量制备;同时,采用Fe、Ni、Al微粒作催化剂,对其催化性能进行比较,以确定催化剂对洋葱状富勒烯产量、质量的影响.利用XRD和HRTEM对所得样品进行分析表征,讨论了电弧放电过程中,各工艺参数(载气种类及压力、放电电流和电压、催化剂种类等)对洋葱状富勒烯形成的影响情况.该文对洋葱状富勒烯的生长机理也作了探讨,认为洋葱状富勒烯的形核、生长与环境温度、催化剂的种类、性质密切相关,为洋葱状富勒烯的性能及应用研究奠定了基础.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1富勒烯简介

1.2纳米洋葱状富勒烯的发现

1.3纳米洋葱状富勒烯的结构和形貌

1.4纳米洋葱状富勒烯的特性及潜在应用

1.5纳米洋葱状富勒烯的制备

1.5.1电弧放电法

1.5.2电子束辐照法

1.5.3化学气相沉积法

1.5.4机械球磨法

1.5.5碳离子束注入法

1.5.6热分解法

1.5.7其他方法

1.6纳米洋葱状富勒烯的生长机理

1.7本论文的研究内容

第二章实验部分

2.1实验原理

2.2实验设备

2.3实验原料

2.4实验步骤

2.4.1放电前的准备工作

2.4.2放电过程

2.4.3样品收集

2.5电弧放电阴极沉积物

2.6分析和测试方法

2.6.1高分辨透射电子显微镜

2.6.2 X-射线衍射分析

第三章实验结果与分析讨论

3.1样品的高分辨透射电子显微镜观察

3.1.1 Ni作催化剂

3.1.2 Fe作催化剂

3.1.3 Al作催化剂

3.1.4小结

3.2样品的X-射线衍射分析

3.3工艺讨论

3.3.1电流、电压的影响

3.3.2载气种类及压力的影响

3.3.3棒径的影响

3.3.4催化剂的影响

3.4洋葱状富勒烯的生长机理探讨

3.4.1内包金属洋葱状富勒烯的生长机理

3.4.2单体洋葱状富勒烯的生长机理

第四章结论

参考文献

致谢

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