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摘要： 本文主要是研究用不同待提纯样品和不同酸洗处理方式对提纯碳纳米笼的影响。得出以下结论：硫参杂的样品经过酸洗后，杂质完全去除，样品通过酸洗的提纯效果相当明显。不含参杂的样品经过硝酸酸洗后的提纯效果不理想，杂质去除不彻底。说明参杂的样品酸洗效果比未参杂的样品酸洗效果好。各种酸对硫参杂的碳纳米笼提纯效果均较好，无渗碳体或氧化铁的特征峰被检出，铁基模版被完全去除。通过考察失重比，硫参杂的样品经不同成分酸酸洗后，失重比：王水>纯HNO3>纯HCl。相较未参杂的碳纳米笼样品，硫参杂的碳纳米笼提纯仅用盐酸就可实现，快捷简单，达到了节约时间与成本的目的。24484
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毕业论文关键词：碳纳米笼；提纯；酸洗
Investigation on purification of carbon nanocages
Abstract：
In the purification of our carbon nanocages, nanocages with and without doping structure, and different acid-treatment were evaluated. The results were listed as follows: the ferrous nanoparticles were almost removed by HCl acid-treatment in the sulfur-doped sample, while some ferrous nanoparticles remained in the acid-treated sample without doping, indicating doping is a good method to improve the efficiency of purification. The sulfur-doped samples were also acid-treated by different acids, and no Fe3C or FeS peaks were distinguished by X-ray diffraction (XRD), indicating the sulfur-doped samples can be purified with HCl, HNO3 or mixed acids. Considering weight loss rate (mixed acids>HNO3>HCl), HCl acid-treatment of sulfur-doped samples is the most efficient way to purify carbon nanocage.
Key Words：Carbon Nanocages, Purification, acid-treatment
目录
1 前言 1
1.1 碳纳米笼的简介 1
1.1.1 碳纳米管的制备方法 2
1.2 碳纳米材料的应用 3
1.2.1 纳米电子器件和显示器件 3
1.2.2 储能材料 3
1.2.3 导热材料 3
1.2.4 碳纳米管复合材料 4
1.2.5 化学和生物传感器 4
1.2.6 药物及基因载体 4
1.3 碳纳米管的提纯方法 4
1.3.1 物理法 5
1.3.2 化学法 5
1.4选题的目的和意义 6
1.5课题的研究内容和目标 7
1.5.1 研究内容 7
1.5.2 研究目标 7
2 实验部分 8
2.1实验原料 8
2.2实验设备 8
2.3试验过程 9
2.3.1 待提纯样品的制备 9
2.3.2 多孔壁纳米笼的盐酸提纯 9
2.3.3 多孔壁碳纳米笼的硝酸提纯 10
2.3.4 多孔壁碳纳米笼的王水提纯 10
2.4 样品表征 10
2.4.1 透射电镜 10
2.4.2 X射线衍射 10
3 实验结果及讨论 11
3.1 TEM对比 11
3.1.1 不含参杂的样品硝酸酸洗前后TEM对比 11
3.1.2 硫参杂的样品硝酸酸洗前后TEM对比 12
3.2 XRD对比 13
3.2.1 不含参杂样品和硫参杂样品酸洗后的XRD对比 13
3.2.2 硫参杂的样品用不同酸酸洗后的XRD对比 15
3.3 硫参杂的碳纳米笼提纯失重比的计算 17
4 结论 18
致谢 19
参考文献 2
1 前言
1.1 碳纳米笼的简介
介绍碳纳米笼，就要先介绍一下碳纳米管，碳纳米管在1991年以前已被一些研究人员看到甚至被制造出来，但由于当时人类科学知识的局限，特别是对纳米科技和富勒烯尚不了解，因而并未认识到它是碳的一种新的重要形态。直到1991年，S.Lijina 博士在用高分辨透射电镜观察电弧蒸发后在石墨阴极上产生的硬质沉积物时，意外发现了在阴极碳黑中有一些由直径为430nm，长约数微米、2-50个同心管构成的针状物，这就是今天被广泛关注的碳纳米管(见图1)。这是继1985年Kroto 和Smalley 等人发现C60 以来碳 科学领域的又一重大发现。[1]