文档介绍：2 2 2
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第 21卷第 3期新型炭材料 Vol. 21 No. 3
2006年 9月 NEW CARBON MATER IALS Sep. 2006
文章编号: 1007 8827 (2006) 03 0202 04
2 淀粉基碳包覆铁纳米胶囊的合成及其磁学性能
邱介山 1, 2 ,孙玉峰 1 ,周颖 1, 2 ,孙天军 1 ,李杞秀 1
(1. 大连理工大学化工学院炭素材料实验室大连理工大学精细化工国家重点实验室,辽宁大连 116012;
2. 大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室,辽宁大连 116023)
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摘要: 以淀粉为碳源,通过热解炭化铁/淀粉复合物,成功制备出碳包覆铁( ******@C )纳米胶囊。在这一过程中淀粉
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有双重作用,既是碳源又是铁纳米颗粒的稳定剂。采用透射电镜、X射线衍射及振动样品磁强计研究了( ******@C )纳米
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胶囊的结构和磁学性能。发现 ******@C 纳米胶囊具有完美的铁核( bcc Fe) /碳壳(石墨层片)包覆结构,其尺寸介于
30 nm ~40 nm 之间; ******@C 纳米胶囊在室温下有低的剩磁比(M r /M s = 0. 11) ,表明它在室温下具有超顺磁性。
关键词: 淀粉; Fe (NO 3 ) 3 ;碳包覆;磁性能
中图分类号: TB 333 文献标识码: A
1 前言纳米颗粒的稳定剂。与现有的制备碳包覆金属纳米
材料的技术相比,新方法的工艺条件更加温和。
1985年富勒烯的发现[ 1 ] ,开辟了炭材料科学研
究的新领域,各种形态的纳米结构炭材料的研究,比 2 实验
如碳壳或碳纳米管包裹第二相物质的纳米材料[ 2 4 ] ,
吸引了众多科学家的关注。碳包覆金属纳米胶囊 2. 1 原料和试剂
(C arbon encapsulated m etal (M ***@C ) nanocapsule)是实验用淀粉为可溶性淀粉( S tarch soluble)分析
在类富勒烯空心处填充金属, 从而得到的一种具有纯试剂,硝酸铁( Fe (NO 3 ) 3· 9H2 O )分析纯试剂, 均
金属核/碳壳结构的纳米材料。碳壳将金属纳米颗为天津市科密欧化学试剂开发中心产品; 乙二醇
粒禁锢并保护在很小的空间内, 一方面阻止了金属(S thylene glycol)分析纯试剂,天津市博迪化工有限
颗粒的相互聚集,另一方面保护金属颗粒免受外部公司产品; 氢氧化钠(N aO H )分析纯试剂,天津市津
环境的影响。这种独特的碳包覆结构极大地拓展了沽工商实业公司产品; 高纯氢气购自大连光明特种
金属纳米颗粒的应用范围, 使其在催化、电磁学、生气体公司。
物、微电子学等诸多领域显示出广泛的应用前
2. 2 碳包覆铁纳米胶囊的制备
景[ 5 7 ] 。迄今为止,文献报道的 M ***@C 纳米胶囊制备
2. 2. 1 铁/淀粉复合物制备
方法主要有电弧法[ 2, 8, 9 ] 、离子束法[ 10 ] 、生物模板
铁纳米颗粒制备采用文献[ 14 ]报道方法。称
法[ 11, 17 ] 、化学气相沉积法[ 12 ] 、爆炸法[ 13 ] 等, 这些方
取 Fe (NO