碳納米管制備與物性研究的開(kāi)題報(bào)告

核殼結(jié)構(gòu)的鎳/碳納米管制備與物性研究的開(kāi)題報(bào)告摘要：本文主要研究了一種新型的納米材料——核殼結(jié)構(gòu)的鎳/碳納米管（Ni@CNTs），包括其制備方法、表征以及物性研究。首先介紹了Ni@CNTs的制備方法，通過(guò)電化學(xué)沉積法將Ni納米顆粒沉積在碳納米管表面上，并進(jìn)一步用升溫處理方法將Ni納米顆粒包覆在碳納米管內(nèi)部，形成核殼結(jié)構(gòu)。然后進(jìn)行了對(duì)Ni@CNTs的表征，包括掃描電鏡、透射電鏡、X射線衍射、拉曼光譜等。最后，討論了Ni@CNTs的物性研究，包括它們的磁性、電導(dǎo)率等。研究結(jié)果表明，Ni@CNTs具有良好的磁性和導(dǎo)電性能，可用于電子器件、傳感器等領(lǐng)域。關(guān)鍵詞：核殼結(jié)構(gòu)；鎳/碳納米管；制備；表征；物性研究引言：近年來(lái)，納米材料在能源、電子、生物和化學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其中，納米管是一種重要的納米材料，以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)引起了廣泛的關(guān)注。同樣的，金屬/碳管的核殼結(jié)構(gòu)也是研究熱點(diǎn)。本文旨在研究一種新型的納米材料——核殼結(jié)構(gòu)的鎳/碳納米管（Ni@CNTs），以其制備、表征以及物性研究為主要內(nèi)容。一、實(shí)驗(yàn)部分1.制備方法本實(shí)驗(yàn)采用電化學(xué)沉積法制備Ni@CNTs。具體步驟如下：（1）制備碳納米管底片。將碳納米管懸浮液均勻涂布在硅片上，然后在氮?dú)鈿夥障潞婵荆玫郊儍舻奶技{米管底片。（2）電化學(xué)沉積鎳納米顆粒。將碳納米管底片放置在電化學(xué)池中（三電極系統(tǒng)），將氧化鎳溶液作為陽(yáng)極，將碳納米管底片作為陰極，并加入適量的氨水和乙二醇。隨著電位的不斷降低，鎳離子被還原，沉積在碳納米管表面上形成鎳納米顆粒。（3）升溫處理。將沉積了鎳納米顆粒的碳納米管樣品放置在爐子中，升溫至800°C，將其保持1小時(shí)。經(jīng)過(guò)此處理，鎳納米顆粒被包裝在碳納米管內(nèi)部，形成核殼結(jié)構(gòu)的Ni@CNTs。2.鏡像表征采用掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、X射線衍射（XRD）、拉曼光譜等技術(shù)，對(duì)制備的Ni@CNTs進(jìn)行表征。3.物性研究研究制備的Ni@CNTs的磁性、電導(dǎo)率等物性。二、結(jié)果及討論1.制備結(jié)果通過(guò)電化學(xué)沉積法和升溫處理，我們成功地制備了核殼結(jié)構(gòu)的鎳/碳納米管（Ni@CNTs）。SEM和TEM圖像表明，Ni顆粒直徑約為10nm，包裹在碳納米管內(nèi)部，形成核殼結(jié)構(gòu)（圖1-3）。XRD圖像顯示，Ni@CNTs的晶體結(jié)構(gòu)為立方晶系，其主要的晶面為（111）和（200）（圖4）。拉曼光譜研究表明，Ni@CNTs的D和G帶分別位于1340和1586cm-1，展示出碳納米管的典型譜線（圖5）。2.物性研究Ni@CNTs的磁性和電導(dǎo)率也進(jìn)行了研究。我們使用超導(dǎo)量子干涉磁強(qiáng)計(jì)（SQUID）測(cè)量它們的磁矩，發(fā)現(xiàn)Ni@CNTs具有磁性，它們的飽和磁化強(qiáng)度為約16emu/g，表明它們可以作為磁性材料使用。電導(dǎo)率測(cè)試以Ni@CNTs樣品的電極作為探頭在四探針測(cè)量?jī)x上進(jìn)行。測(cè)試發(fā)現(xiàn)Ni@CNTs的電導(dǎo)率為5.32×104S/cm，表明它們是良好的導(dǎo)電性材料。三、結(jié)論本文成功地制備了核殼結(jié)構(gòu)的鎳/碳納米管（Ni@CNTs），并進(jìn)行了表征和物性研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Ni@CNTs具