原子层沉积设计Cu、Ni基催化剂调控制备超纯碳纳米螺旋的研究

基本信息
批准号:51362010
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:51.00
负责人:王桂振
学科分类:
依托单位:海南大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:万耿平,谢艳丽,廖建军,李丹红,张小娇
关键词:
原子层沉积纳米催化剂碳纳米螺旋超薄修饰
结项摘要

Much attention has been attached to carbon nanocoils because of their important significance in fundamental research and practical application. However, traditional methods have no good control over size and distribution of nanocatalysts, which lead to the difficulty in efficient synthesis of ultrapure carbon nanocoils and controlling their growth structures. The developing atomic deposition layer (ALD) technology has outstanding advantages in many aspects, such as the control of particle size and distribution, and the structural design of new catalysts. In this research project, we propose to use ALD to prepare copper- and nickel-based nanoparticles, catalyze the synthesis of high pure carbon coils and research how the catalytic activity is affected by the nanoparticle size and distribution. ALD will also be used to modificate the nanocatalysts with untrathin coating to restrict the atom migration or aggregation. And the influence of untrathin coating on catalytic property for growth pattern of carbon nanocoils will be also studied. These investigations will lead to reasonable understandings, provide important theoretical basis for the preparation and structural control of carbon nanocoils, and promote this research to make signifcant progress.

碳纳米螺旋有着重要的基础研究和实用价值,受到高度重视。但是,传统方法对催化剂尺寸和分布控制有限,导致难以有效合成超纯碳纳米螺旋,调控其生长结构。新发展的原子层沉积(ALD)技术,在控制粒子尺寸、分布及新型催化剂的结构设计等方面有突出优势。本项目拟利用ALD控制制备Cu、Ni基纳米粒子,催化制备超高纯度的碳纳米螺旋,研究粒子尺寸、分布等对催化生长碳纳米螺旋的影响规律。并利用ALD对催化剂粒子进行超薄修饰,限制纳米粒子的原子迁移或聚集,研究其对碳纳米螺旋生长样式的影响。通过这些研究得到规律性认识,为碳纳米螺旋的制备和结构调控提供理论支持,促进这一研究取得突破性进展。

项目摘要

碳纳米螺旋(CNC)有着重要的基础研究和实用价值,受到高度重视。但是,传统方法对催化剂尺寸和分布控制有限,导致难以有效合成超纯碳纳米螺旋。原子层沉积(ALD)技术,在控制粒子尺寸、分布及纳米结构构筑等方面有突出优势。本在项目资金支持下,本项目的各项研究内容都顺利进行,将课题的研究对象从碳纤维的控制制备扩展到碳基材料在吸波、能源存储、生物传感、催化等领域的应用,取得了许多重要的成果。例如,利用ALD方法调控催化剂尺寸,实现了可控重复的催化生长近100%纯度的碳纳米螺旋,提出了可靠的生长机理解释。通过ALD辅助方法,结合碳纳米螺旋、碳管、石墨烯等碳材料的优异性能,发展了NiO/CNC、MnO2/CNC、NiO/CNT、Si/CNC等系列超级电容、锂电负极材料。证实了ALD技术能用来开发设计复合型微波吸收材料,方便的调节材料的电磁参数,有效的结合多重的电-磁损耗机制。基于原子层沉积方法开发了系列水滑石、Au@TiO2核壳结构的新颖材料,这些材料在生物传感、催化等领域有潜在应用价值。在本项目资助下,在ACS Nano、Nano Research、Journal of Materials Chemistry A、Sensors and Actuators B、Electrochimica Acta等国际重要SCI期刊发表论文20篇,其中两篇入选SCI高被引论文。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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