《金屬-碳複合體中金屬納米顆粒的原位生成》是依託北京工業大學，由嚴錚洸擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：金屬-碳複合體中金屬納米顆粒的原位生成
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：嚴錚洸
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
碳基材料在納米科學領域占有重要的地位，金屬和碳的複合材料在催化感測等領域套用廣泛。在金屬-非晶碳複合體中的金屬納米顆粒的析出生成過程尚不清楚，其中金屬和碳的相互作用，以及外加條件的作用尚需探討。本項目擬以實驗結合理論，利用水熱方法等水溶液方法得到微米納米級金屬-碳複合物前驅體，研究其中金屬納米顆粒在熱處理和電子束、光、離子束等輻照條件下的原位形成過程，其晶體生長特性及金屬納米顆粒的尺寸、長徑比、取向等形貌特徵，材料的力學、電學和電化學性能；結合第一性原理密度泛函方法的計算模型，闡明金屬的擴散和納米顆粒的成核生長機理。所得金屬和碳的複合物功能材料在電催化反應如非酶生物感測器等方面有套用前景。本項目擬以銅、銀及貴金屬納米顆粒的形成為主要研究對象，同時也考察較活潑金屬在類似條件下產生的化學現象。金屬材料也對碳材料的形態變化具有影響，本項目也擬對金屬-碳複合體中碳材料在加熱和輻照條件下的變化研究。
結題摘要
碳基材料在納米科學領域占有重要的地位，金屬和碳的複合材料在感測等領域套用廣泛。我們以水熱方法得到了一種銅-非晶碳複合體，觀察到其中銅納米顆粒的原位生成，並研究了其電化學感測器性能。具體的，開發了一種抗壞血酸輔助的水熱方法，分別得到了含銅碳基微球和銅的草酸鹽微米球、草酸碳酸釔粉末等材料；著重研究了含銅碳基微球在熱處理和弱、強電子束輻照條件下，銅納米顆粒的原位形成，並分析了其機理，在銅納米晶與銀離子的置換反應中，觀察到了一種螺旋狀銀納米帶的形成；以熱處理得到的銅納米顆粒-碳微球複合體製備了葡萄糖電化學感測器電極，並研究了其感測性能和形成條件、銅納米顆粒尺寸等的關係；在纖維-金屬離子複合體系熱處理中得到了磷酸鈦鋰納米線和微米纖維，並研究了其作為鋰離子電池電極的性能。
