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爆轰法合成碳包覆纳米铜颗粒*

2012-06-20李晓杰张晓军王小红

爆炸与冲击 2012年2期

李晓杰,张晓军,罗 宁,王小红

(大连理工大学工业装备结构分析重点实验室,辽宁 大连 116023)

1991年S.Iijima[1]发现碳纳米管以来,碳纳米管或碳为碳壳包覆第二相物质的纳米颗粒,再次引起研究者的极大兴趣。用碳壳将金属纳米颗粒包覆在一个很小的空间内,一方面有效阻止了金属颗粒之间的团聚,提高了某些金属与生物体之间的相容性;另一方面保护金属颗粒免受外部环境的影响。这种碳包结构极大地拓展了纳米金属颗粒的应用范围,在催化、电磁学、生物医学、微电子等诸多领域显示出广阔的应用前景[2-3]。目前,常用于合成碳包覆材料的方法主要有电弧法、热解法、浸渍法、化学气相沉积法等,这些方法各有特点,但在不同程度上存在各种需要进一步解决的问题。以电弧放电法为例,电弧法是以含有金属的碳棒为电极,阳极石墨连同催化剂熔化甚至气化,电弧温度高达4 kK,此能量全部由外部提供,需要使电能转换为化学能,耗能大。爆轰法工艺设备简单,制备的过程是将炸药的内能转换为化学能的过程,因此,耗能少,成本低,已经成为一种新兴的制备碳包覆纳米材料的方法。

铜是人类最早发现和使用的金属之一,铜和铜合金广泛应用于电气工业,机械、建材和运输工具制造业等领域。这主要依赖于铜的良好的导电、导热性能和机械性能。纳米铜粉在制作高级润滑油、导电胶及在清洁能源催化材料等领域有广阔的应用前景。将纳米铜颗粒用碳层环绕包覆不仅能够阻碍纳米金属颗粒的氧化,还能够有效阻止纳米金属颗粒的团聚。……

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