金属氧化物/碳纳米管复合材料的制备及性能研究

【摘要】 碳纳米管(CNTs)基复合纳米材料不仅具有一般复合材料的共性,而且由于其独特的物理、化学性质,使得此类复合材料具有不同于其他材料的特殊性质。本文通过不同的方法制备了Fe3O4/CNTs、Cu2O/CNTs和NiO/CNTs纳米复合材料,重点研究了处理温度、表面活性剂、反应条件等因素对产物结构和形貌等的影响,并测试了这些纳米复合材料的磁性能和电化学性能。在160℃下用乙二醇作还原剂合成了Fe3O4/CNTs复合材料,随后对其进行煅烧处理。CNTs上的Fe3O4纳米颗粒由非晶转变成单晶,且颗粒尺寸及其分布范围也均随着煅烧温度的升高而增大。在室温下这些纳米复合材料表现出超顺磁性。在240℃下用二甘醇作为溶剂和还原剂,醋酸纳(NaAc)为表面活性剂制备出了Fe3O4/CNTs复合材料。随着NaAc量的增加,Fe3O4纳米颗粒在CNTs上的分布更加均匀,且晶粒有长大趋势,Fe3O4的负载量也在增加,将其作为锂离子电池负极材料表现出良好的循环性能。通过化学溶液法合成了Cu2O/CNTs复合材料,反应温度对复合材料影响较大。低于70℃时,产物为Cu2O和CNTs两相；高于70℃时,产生了单质Cu。在... 更多还原

【Abstract】 Carbon nanotubes(CNTs)-based nanocomposites usually have the general properties of component materials and they would typically present unique properties different from their counterpart because of the unique physical and chemical

properties of CNTs. Fe3O4/CNTs, Cu2O/CNTs and NiO/CNTs nanocomposites have been successfully synthesized by different methods in this thesis. The influence on the structure and morphology of the composites were intensively researched under different annealing temperatu... 更多还原

【关键词】 碳纳米管； 纳米复合材料； Fe3O4； Cu2O； NiO； 【Key words】 Carbon nanotubes； Nanocomposite； Fe3O4； Cu2O； NiO； 摘要 5-6 Abstract 6-7 目录 8-11 第一章 绪论 11-25 1.1 引言 11

1.2 碳纳米管简介 11-16 1.2.1 碳纳米管的结构 12 1.2.2 碳纳米管的制备 12-15 1.2.3 碳纳米管的纯化 15

1.2.4 碳纳米管的性质及应用 15-16 1.3 碳纳米管基复合材料的研究现状 16-20 1.3.1 金属/碳纳米管复合材料 16-18 1.3.2 无机非金属/碳纳米管复合材料 18-19 1.3.3 聚合物/碳纳米管复合材料 19-20

1.4 四氧化三铁和碳纳米管纳米复合材料的研究现状 20-22 1.5 氧化亚铜和碳纳米管纳米复合材料的研究现状 22-23 1.6 氧化镍和碳纳米管纳米复合材料的研究现状 23-24 1.7 课题的提出和研究内容 24-25 1.7.1 课题的提出 24 1.7.2 研究内容 24-25 第二章 试验方法 25-31 2.1 实验流程 25

2.2 材料的合成与制备 25-27 2.2.2 实验原料 25-26 2.2.3 复合材料制备 26-27

2.3 材料的物相结构,表面成分和微观形貌表征 27-28 2.3.1 材料的物相结构表征 27 2.3.2 热重分析 27

2.3.3 材料的表面成分分析 27 2.3.4 微观形貌表征 27-28 2.4 材料性能测试 28-31

2.4.1 材料的磁性性能测试 28

2.4.2 锂离子电池负极材料性能测试及其原理 28-30 2.4.3 超级电容器性能测试 30-31

第三章 Fe_3O_4/CNTs复合材料的制备及其性能研究 31-48 3.1 乙二醇法 31-39