- 1、本文档共9页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
葡萄糖水熱法制备纳米碳球
葡萄糖水热法制备纳米碳球
广州华南农业大学理学院09材化(2)班 林勋 ,200930750211
引言
炭微球材料由于其具有高密度、高强度、高比表面积以及在锂离子电池方面的应用前景,已经引起许多研究人员的兴趣。碳微球的形状和大小显著影响着其电学性能。
葡萄糖在水热条件下会发生许多化学反应,实验结果表明:炭微球的增长似乎符合LaMer模型(见图1),当 0.5 mol·L-1 的葡萄糖溶液在低于140°C 或反应时间小于1h 时不会形成炭球,在此条件下反应后溶液呈橙色或红色并且粘度增强,表明有芳香族化合物和低聚糖形成,这是反应的聚合步骤。当反应条件为0.5 mol·L-1、160℃、3h 时开始出现成核现象,这个碳化步骤可能是由于低聚糖之间分子间脱水而引起的交联反应,或者在先前步骤中有其它大分子的形成,然后形成的核在溶液中各向同性生长所致。从现有的研究结果表明,制备过程中的反应条件如葡萄糖的起始浓度、反应温度和反应时间直接影响炭球的粒径分布,其中反应时间对颗粒粒径影响很大,随着反应时间的延长,这些纳米炭球粒径从150nm(最初核的大小,实验所得到的最小的尺寸)生长到1500 nm。
由葡萄糖水热法制备纳米炭球具有绿色环保无污染的特点,实验过程中没有引入任何引发剂以及有毒溶剂,制备得到的炭球粒径均匀,大小可控,同时表面含有大量活性官能团,具有优良的亲水性和表面反应活性,可应用于生物化学、生物诊断以及药物传输领域,也可以作为制备核壳结构材料或者多孔材料的模板等等,具有令人欣喜的应用前景。
图1 水热法形成炭球的结构变化示意图
1 实验部分
1.1 实验仪器与试剂
葡萄糖,去离子水,95%乙醇,50mL高压反应釜,鼓风干燥箱,电子天平,抽滤装置(有机滤膜),滤纸,玻璃棒
1.2 纳米碳球的制备
纳米碳球的制备参见文献[1]。用电子天平称取 6g 葡萄糖放入50mL反应釜内衬(图中,用移液管准确移取35mL去离子水(葡萄糖溶液的浓度为0.952 mol·L-1 )加入到上述反应釜中,用玻璃棒搅拌溶液,使葡萄糖全部溶解,然后装入反应釜中,用扳手拧紧反应釜,放入烘箱中。设定反应条件为:温度 180°C,反应时间 4~12 h。待反应结束后,降至室温,取出反应釜,将釜内黑褐色溶液抽滤(用40 um有机滤膜),并及时清洗反应釜内衬,抽滤时用去离子水和 95% 乙醇清洗至滤液为无色。将样品用滤纸包好放入干燥箱中70℃干燥 4h。收集样品,称重并计算产率。
图2 反应釜实物与结构示意图
1.3 纳米碳球的表征
1.3.1 X-射线衍射分析
测定所制备碳球的晶型以判断该碳球所属的类型(如普通碳还是石墨型碳)
1.3.2 红外光谱分析
测定碳球的活性官能团,表征不同制备条件下得到的碳球活性官能团变化
2 结果与讨论
2.1 实验数据
实验最终制备得到的纳米碳球的质量为 0.1255 g,根据下列化学方程式
C6H12O6 6C+6H2O
可得产率
2.2
2.2.1 纳米碳球的XRD表征分析
图3、图4给出的是天然石墨和非晶型碳的标准XRD谱图,图5、图给出的是在不同样品板上检测实验制备的纳米碳球的XRD谱图。对比可得,实验制备所得的纳米碳球与非晶型碳更加接近,故而初步判断实验所得的纳米碳球是非晶型碳。
图为在玻璃样品板上检测所得的XRD谱图,从图中可以看出在21°附近有一个大的 “馒头峰”,可以断定纳米碳球是非晶态型结构物质;图为在铝质样品板上检测所得的XRD谱图;可以看出除了有个大的“馒头峰”外,还有两个高而尖锐的峰,即存在晶型结构的物质:Al2O3 晶体,参见文献[]可知,该晶体为 α-Al2O3,属于三方晶系。
图3 天然石墨
图4 非晶型碳
图 玻璃样品板图 铝质样品板
2.2.2 红外光谱分析
图7为碳球的红外光谱图。从图7中可看出:3400cm-1 附近对应为羟基的吸收峰;同时羰基(C=O)振动吸收峰红移到1700 cm-1 处;1620cm-1对应共轭烯烃骨架振动;1500 cm-1 到1300 cm-1 峰的存在可能为苯环骨架振动。
由上述官能团存在的可能性表明碳球保留了葡萄糖分子中的大量官能团,葡萄糖在水解过程中可能产生一定程度的芳香化,因为在水热反应过程中糖分子之间发生了分子间脱水交联反应,再脱水、碳化形成碳碳单键和双键,使得产物部分碳化,达到制备碳微球目的,这与制备机理较为符合。综上,碳球的宫能团以―OH、C=O 为主,水热过程中发生了脱水缩合和芳环化过程。
您可能关注的文档
- 菊太路1標中心河桥工程桩基施工组织设计.doc
- 莫高窟第217窟微環境监测分析.doc
- 莽山烙鐵头蛇初毒的的生物活性分析(定稿).doc
- 菊花的功效和作用..doc
- 菊科植物特征分布及藥用详细情况总结.doc
- 莫桑比克考察報告.doc
- 菌活素的發现及其作用.doc
- 菌渣高效循環利用成果1.doc
- 菌種中英文对照.doc
- 菊花花瓣的組织培养.doc
- 2024年证券分析与咨询服务项目投资申请报告代可行性研究报告.docx
- 2024年铬酸酐项目资金申请报告代可行性研究报告.docx
- 2024年清洁胶项目资金申请报告代可行性研究报告.docx
- 2024年肉松饼项目投资申请报告代可行性研究报告.docx
- 2024年陆上泵项目资金需求报告代可行性研究报告.docx
- 2024年未硫化复合橡胶及其制品项目资金需求报告代可行性研究报告.docx
- 2024年精密温控节能设备项目资金筹措计划书代可行性研究报告.docx
- 2024年汽车覆盖件模具项目资金筹措计划书代可行性研究报告.docx
- 宋词行书钢笔字帖.pdf
- 我的暑假生活作文三年级300字10篇.pdf
最近下载
- 刍议核心素养理念下小学道德与法治情境教学研究-来源:中国校外教育(第2020022期)-中国儿童中心.pdf VIP
- 屋顶分布式光伏发电项目可行性研究报告2.doc
- QC诊断师培训分享试题.docx
- 结题鉴定表.doc
- 北师大版七上《去括号》说课稿2.pdf
- 对被执行人的拘留申请书.docx VIP
- 黑龙江省齐齐哈尔市铁峰区2023-2024学年九年级上学期期中考试英语试题.pdf VIP
- 肾脏疾病生活质量简表(KidneyDiseaseQualityofLifeshortForm1.3,KDQOL-SFTM1.3).pdf
- 《税法》说课课件.pptx VIP
- ASTM C231_C231M-24 Standard Test Method for Air Content of Freshly Mixed Concrete by the Pressure Method 用压力法测定新拌混凝土中空气含量的标准试验方法.pdf
文档评论(0)