电磁双功能碳基一维纳米材料的合成与性质研究

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碳基一维纳米材料具有良好的热稳定性、化学稳定性、较低的密度和优良的电荷传输能力,已成为研究的热点之一。而赋予了磁响应特性的电磁双功能碳基一维复合纳米材料,由于其具有独特的形态结构和良好的磁性、导电性、生物相容性以及大的比表面积,而被广泛应用于电极材料、超级电容器、生物组织工程、再生医学及环境领域等。静电纺丝法被认为是制备碳基一维纳米材料的最高效方法之一。目前,电磁双功能碳基一维纳米材料的研究工作主要集中在磁性纳米粒子与碳纳米纤维复合上,而电磁双功能碳基纳米带和同轴纳米电缆的制备尚无报道。因此,采用静电纺丝技术构筑电磁双功能碳基纳米带以及同轴纳米电缆,并研究其性质及应用是一个重要而有意义的研究课题。  本文采用静电纺丝技术成功地构筑了碳纳米带、Fe3O4/C电磁双功能复合纳米带以及[C/Fe3O4]@C电磁双功能同轴纳米电缆。通过X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、紫外分光光度计(UV-Vis)、四探针及比表面分析仪等现代分析测试技术,对所制备的样品进行了系统地表征。结果表明,所构筑的碳基一维纳米材料不仅具有良好的磁性、导电性,其表面还为多孔结构,使其对有机染料罗丹明B(RhB)和重金属铜离子Cu(II)表现出了良好的吸附性能和磁分离特性。本论文取得了一些有意义的研究结果,为进一步深入研究电磁双功能碳基一维纳米材料奠定了一定的基础。
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