1. 研究目的与意义
类石墨微晶碳纳米材料是最近发现的一种新型碳纳米材料,由选择性氧化微晶质炭制备得到。
它是由几层碳网平面构成的尺寸在10纳米左右的片状纳米材料,不同于炭纳米颗粒,也不同于石墨烯。
为了掌握原料活性炭结构对制备类石墨微晶碳纳米材料的得率及其结构的影响,进行研究在一定的氧化条件对于类石墨微晶的结构及其他性质的影响。
2. 国内外研究现状分析
warren 和franklin就提出了类石墨微晶结构,但是将块状材料分解成类似石墨的微晶仍然具有重大挑战。
doo-won kim通过化学活化制备的活性炭(ac)通常显示出比通过物理活化制备的那些更高的比表面积和更高的产率。
f.g.emmerich等通过将bragg,scherrer和warren方程直接和不适当地应用于实验x射线散射分布,经常获得层间距和晶体碳的晶体尺寸。
3. 研究的基本内容与计划
内容:1. 活性炭种类对制备类石墨微晶碳纳米材料的影响:选择椰壳活性炭、煤质活性炭、木质水蒸气活性炭、磷酸法活性炭、氯化锌活性炭和氢氧化钾活化法活性炭,以及这些活性炭在1500-2500℃之间热处理的活性炭为原料,分析这些原料的元素组成、化学结构与孔隙结构,研究在合适的氧化条件下,研究类石墨微晶碳纳米材料以及其他产物的得率;掌握活性炭结构对类石墨微晶基炭纳米材料得率的影响。
2. 类石墨微晶碳纳米材料的化学组成与形貌分析:采用元素分析方法分析类石墨微晶碳纳米材料的碳、氢、氧、硫和氮的含量;采用xps或红外光谱和拉曼光谱分析类石墨微晶基炭纳米材料的化学结构;采用电子显微镜观察类石墨微晶炭纳米材料的尺寸和形状,分析不同活性炭制备的类石墨微晶碳纳米材料的元素含量、化学组成与形貌。
3. 类石墨微晶碳纳米材料的微观结构:采用固体核磁共振、高分辨率的透射电子显微镜表征类石墨微晶基炭纳米材料的微观结构,分析活性炭原料结构对炭纳米材料结构的影响。
4. 研究创新点
选择多种活性炭和该活性炭经过不同高温处理下的活性炭为原料在特定的氧化条件下进行研究,并且比对不同活性炭对得到的类石墨微晶碳纳米材料的得率,元素含量,化学结构与组成,微观结构等有什么影响。
