CN108950733B - 一种核壳异质结构纳米纤维及其制备和应用 - Google Patents
一种核壳异质结构纳米纤维及其制备和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108950733B CN108950733B CN201810759685.6A CN201810759685A CN108950733B CN 108950733 B CN108950733 B CN 108950733B CN 201810759685 A CN201810759685 A CN 201810759685A CN 108950733 B CN108950733 B CN 108950733B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- core
- shell
- nanofiber
- fiber
- heterostructure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims abstract description 9
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000004416 surface enhanced Raman spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 22
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 claims description 10
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims description 6
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 69
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 17
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 8
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004153 renaturation Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000479 surface-enhanced Raman spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
- D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开的是一种核壳异质结构纳米纤维及其制备和应用。该核壳异质结构纳米纤维的组成为C与Cu，C与Cu原子比为0.33～1.91；其结构为Cu核与C壳组成的Cu/C核壳结构纳米纤维，为豆荚状纳米纤维，直径40～240nm，长度可达50微米。该核壳异质结构纳米纤维采用前驱物原位碳热还原法制成，即：将有机聚合物包覆的Cu2O核壳异质纳米纤维的前驱物和有机碳源分别用陶瓷方舟装载放入管式炉中，在惰性气体保护下焙烧即可。该纤维具有优异的微波吸收特性：小于等于–10dB反射率的有效带宽为0.40～3.20GHz，最大吸收–39.10～–44.94dB。本发明具有设备简单、周期短、重复性好、可规模化生产等优点，在电催化、微波吸收、锂离子电池、表面增强拉曼光谱等领域将具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种制备豆荚状Cu/C核壳异质结构纳米纤维的简易方法与应用。
背景技术
铜纳米材料由于其高的比表面积、良好的导电性能、高的催化活性被应用到玻璃、陶瓷着色剂、油漆防皱、汽车尾气净化、超大规模集成电路、电催化、锂离子电池、表面增强拉曼光谱、微波吸收与屏蔽等领域中。相比于贵金属纳米粒子，铜基纳米粒子具有来源丰富、廉价易于降低工业成本等优点。为了提高其热稳定性，将碳与铜复合组装成Cu/C复合纤维。通过调节纳米结构的形貌、微观尺寸等，可实现对材料性能的调控，对进一步开拓材料的应用领域具有重要的意义。目前人们采用金属机械切削法、静电纺丝-碳化法合成了Cu纤维。而有关豆荚状Cu/C核壳异质结构纳米纤维尚未见报道。如中国专利文献(CN105442134A)公开了一种抗菌防静电复合铜纤维；中国专利文献(CN200610124078.X；CN103264162A；CN201410637659.8)公开了铜纤维烧结毡及其制造方法；中国专利文献(CN104436860B)公开了一种抗菌防静电复合铜纤维一种负载光触媒的铜纤维过滤网。上述专利文献公开的是主要采用金属机械切削的方法制备铜纤维，其中静电纺丝-碳化法需要高温、特殊的设备，且产量低，能耗大、成本高，而限制了其广泛使用；金属机械切削法所制备的纤维较粗，不能获得匀均的纳米级纤维。因此，急需开发相对工艺简单、成本低、通用、绿色、环保、易于工业化的制备Cu/C复合纳米纤维的新方法。
在本发明中，我们采用前驱物原位碳热还原法，通过改变前驱物的尺寸、有机碳源的含量、升温速率、焙烧温度来调控Cu和C的含量以及核壳异质纤维的形貌和结构。本发明中的豆荚状Cu/C核壳异质结构纳米纤维结构新颖、分散性和均一性好、尺寸和组成可调，微波吸收特性好等特性，且该方法具有设备简单、周期短、重复性好、可规模化生产等优点，这些材料在玻璃、陶瓷着色剂、油漆防皱、汽车尾气净化、超大规模集成电路、电催化、锂离子电池、表面增强拉曼光谱、微波吸收与屏蔽等领域具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明旨在提供一种豆荚状Cu/C核壳异质结构纳米纤维及其制备与使用方法。所提供的前驱物原位碳热还原法具有设备简单、周期短、重复性好、可规模化生产等优点；所制备的豆荚状Cu/C核壳异质结构纳米纤维结构新颖、分散性和均一性好，尺寸和组成可调等特性，在电极材料、电催化、表面增强拉曼光谱、微波吸收与屏蔽、光电转换或气敏领域将具有广泛的应用前景。
本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：
本发明提供的核壳异质结构纳米纤维，其组成为C与Cu，C与Cu原子比为0.33～1.91；其结构为Cu核与C壳组成的Cu/C核壳结构纳米纤维，该纤维为豆荚状纳米纤维，其直径为40～240nm；长度可达50微米。
该异质结构纳米纤维采用前驱物原位碳热还原法，即：以有机聚合物包覆的Cu2O核壳异质纤维为前驱物、模板剂、导向剂和还原剂，有机聚合物和有机碳源热解得到C，一部分C将Cu2O还原成Cu，一部分C将沉积在Cu表面，得到Cu/C核壳结构纳米纤维。
本发明提供的上述核壳异质结构纳米纤维，具有优异的轻质宽频带吸收特性；将该核壳异质结构纳米材料以20％质量分数填充在石蜡基底中，其中小于等于–10dB反射率的有效带宽范围为0.40～3.20GHz，小于等于–20dB反射率的频率范围为1.92～4.40GHz，最大反射损耗为–39.10～–44.94dB。
本发明提供的核壳异质结构纳米纤维的制备方法，采用前驱物原位碳热还原法，具体是：将有机聚合物包覆的Cu2O核壳异质纳米纤维的前驱物和有机碳源分别用陶瓷方舟装载放入管式炉中，在惰性气体保护下焙烧，得到Cu/C核壳异质结构纳米纤维。
上述方法中，所述的惰性气体为氮气或氩气。
上述方法中，所述的焙烧温度为550～650℃，焙烧升温速率为0.5～5℃/min；焙烧时间为1～3小时。
上述方法中，所述的有机碳源为丙酮、苯、甲苯中的一种；其体积为0～4mL。
上述方法中，所述的有机聚合物包覆的Cu2O核壳异质纳米纤维为聚吡咯包覆Cu2O纤维、聚苯胺包覆Cu2O纤维中的一种。
上述方法制备的Cu/C核壳异质结构纳米纤维，具有优异的轻质宽频带吸收特性；将该材料以20％质量分数填充在石蜡基底中，其中小于等于–10dB反射率的有效带宽范围为0.40～3.20GHz，小于等于–20dB反射率的频率范围为1.92～4.40GHz，最大反射损耗为–39.10～–44.94dB。
本发明提供的的Cu/C核壳异质结构纳米纤维，以及所述方法制备的Cu/C核壳异质结构纳米纤维，均能够在玻璃、陶瓷着色剂、油漆防皱、汽车尾气净化、超大规模集成电路、电催化、锂离子电池、表面增强拉曼光谱、微波吸收与屏蔽等领域具有广阔的应用前景。
本发明由于采用了上述的前驱物原位碳热还原法技术方案，使之与现有金属机械切削法、静电纺丝-碳化法相比，具有以下主要的优点和积极效果：
(1)豆荚状Cu/C核壳异质结构纳米纤维结构和形成机理新颖；
(2)生产设备简单、周期短、能耗低、绿色、环保、重复性好等优点；
(3)Cu/C核壳异质结构纳米纤维的组成和尺寸易于调控，尺寸更小：直径为40～240nm，壳层的厚度为9～11nm，长度可达50微米微米，C与Cu原子比为：0.33～1.91；
(4)原料廉价易得，制备成本低，效率高，可规模化生产等优点。
附图说明
图1～图4分别为实施例1中所得产物在能谱、扫描电镜、透射电镜、选取电子衍射下观测到的组成、形貌与结构。
图5～图8为实施例2所得产物在能谱、扫描电镜及透射电镜下观测到的组成、形貌与结构。
图9～图10为实施例3中所得产物的在能谱及扫描电镜下观测到的形貌与组成。
图11～图13分别为实施例4所得产物的在扫描电镜及能谱下观测到的形貌与组成。
图14～图19分别为实施例5所得产物在XRD、拉曼散射、扫描、能谱下观测到的物相、结构、表面形貌、组成，以及产物质量分数为20％时的反射线图。
图20～图22分别为实施例6所得产物扫描电镜及能谱下观测到的形貌与组成以及产物质量比为20％时的反射线图。
图23、25、27、和29分别为实施例7～实施例10所得产物在能谱仪下测到的元素组成图谱。
图24、26、28和30分别为实施例7～实施例10所得产物在扫描电镜下观测到的形貌。
具体实施方式
本发明是一种Cu/C核壳异质结构纳米纤维及其制备方法和应用。采用前驱物原位碳热还原法，将有机聚合物包覆的Cu2O核壳异质纳米纤维前驱物和有机碳源分别用陶瓷方舟装载放入管式炉中，在惰性气体保护下550～650℃焙烧1～3小时即可得到所述Cu/C核壳异质结构纳米纤维。C与Cu原子比为0.33～1.91；其结构为Cu核与C壳组成的豆荚状、部分中空的纳米纤维，其直径为40～240nm；长可达几十微米。该纤维具有优异的微波吸收特性：小于等于–10dB反射率的有效带宽为0.40～3.20GHz，最大吸收–39.10～–44.94dB。该方法具有设备简单、周期短、重复性好、可规模化生产等优点；豆荚状纤维结构新颖、尺寸均一可调，组成可调等特性，在电催化、微波吸收、锂离子电池、表面增强拉曼光谱等领域将具有广泛的应用前景。
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不限定本发明。
实施例1：
将0.15g直径为130～220nm的聚吡咯/Cu2O前驱物用陶瓷方舟装载放入管式炉中，在氮气保护下600℃煅烧120分钟。反应升温速率为5℃/min。所得产物在能谱、扫描电镜、透射电镜、选取电子衍射下观测到的组成、形貌与结构分别如图1–4所示。可见，产物为均一、单分散的Cu/C核壳异质结构纳米纤维，其为具有豆荚状、部分中空的纳米纤维，纳米纤维表面光滑、壳层均匀。直径为100～150nm，壁厚为11nm，长大约为10～50μm，C/Cu原子比为1.72。
实施例2：
与实施例1步骤相同，但升温速率为1℃/min。所得产物在能谱、扫描电镜及透射电镜下观测到的组成、形貌与结构分别如图5–8所示。可见，产物为均一、单分散的Cu/C核壳异质结构纤维，其为具有豆荚状、部分中空的纳米纤维，纳米纤维表面光滑、壳层均匀。其直径为110～160nm，壁厚为9nm，长大约为10～50μm，C/Cu原子比为1.37。
实施例3：
与实施例1步骤相同，但升温速率为0.5℃/min，聚吡咯/Cu2O前驱物的直径为170～230nm。所得产物在能谱及扫描电镜下观测到的形貌与组成分别如图9–10所示。可见，产物为均一、单分散的Cu/C核壳异质结构纤维，其为具有豆荚状、部分中空的纳米纤维，纳米纤维表面光滑、壳层均匀。纳米管的直径为130–160nm，壁厚为11nm，C/Cu原子比为0.79。
实施例4：
与实施例3步骤相同，但温度为650℃，同时加入2mL丙酮，其中聚吡咯/Cu2O前驱物的直径为70～100nm。所得产物在扫描电镜及能谱下观测到的形貌与组成分别如图11–13所示。可见，产物为均一、单分散的Cu/C核壳异质结构纤维，为具有豆荚状、部分中空的纳米纤维，纳米纤维表面光滑、壳层均匀。纳米管的直径为63～117nm，C/Cu原子比为0.98。
实施例5：
将实验获得的聚吡咯/Cu2O前驱物在氮气保护下600℃煅烧120分钟。该反应升温速率为1℃/min，同时加入2mL丙酮，聚吡咯/Cu2O前驱物的直径为80～130nm。所得产物在XRD、拉曼散射、扫描、能谱下观测到的物相、结构、表面形貌、组成分别如图14–18所示，可见，产物为均一、单分散的Cu/C核壳异质结构纤维，为具有豆荚状、部分中空的纳米纤维，纳米纤维表面光滑、壳层均匀。纳米管的直径为65～125nm，C/Cu原子比为1.91。
将该异质材料以20％质量分数填充在石蜡基底中，测得其反射率如图19所示，其中小于等于–10dB反射率的有效带宽范围为0.96～3.20GHz，小于等于–20dB反射率的频率范围为1.92GHz，最大反射损耗为–39.10dB。
实施例6：
与实施例5步骤相同，但聚吡咯/Cu2O前驱物的直径为70～100nm。所得产物在扫描电镜及能谱下观测到的形貌与组成分别如图20–21所示，可见，产物为均一、单分散的Cu/C核壳异质结构纤维，其为具有豆荚状、部分中空的纳米纤维，纳米纤维表面光滑、壳层均匀。纳米管的直径为70～120nm，C/Cu原子比为0.71。
将该异质材料以20％质量分数填充在石蜡基底中，测得其反射率如图22所示，其中小于等于–10dB反射率的有效带宽范围为0.40～2.80GHz，小于等于–20dB反射率的频率范围为4.4GHz，最大反射损耗为–44.94dB。
实施例7：
将直径为100～180nm聚苯胺/Cu2O前驱物在氮气保护下600℃煅烧120分钟。该反应升温速率为5℃/min，同时加入2mL丙酮。所得产物在能谱及扫描电镜下观测到的组成与形貌分别如图23–24所示，可见，产物为均一、单分散的Cu/C核壳异质结构纤维，其为具有豆荚状、部分中空的纳米纤维，纳米纤维表面光滑、壳层均匀。纳米管的直径为40～120nm，长大约为10～50μm，C/Cu原子比为0.96。
实施例8：
与实施例4步骤相同，但反应升温速率为5℃/min，同时加入丙酮4mL，聚吡咯/Cu2O前驱物的直径为70～100nm。所得产物在能谱及扫描电镜下观测到的组成与形貌分别如图25～26所示，可见，产物为均一、单分散的Cu/C核壳异质结构纤维，其为具有豆荚状、部分中空的纳米纤维，纳米纤维表面光滑、壳层均匀。纳米管的直径为60～80nm，长大约为10～50μm，C/Cu原子比为1.14。
实施例9：
与实施例8步骤相同，但烧结温度为500℃，同时加入2mL苯，聚吡咯/Cu2O前驱物的直径为130～220nm。所得产物在能谱及扫描电镜下观测到的组成与形貌分别如图27～28所示，可见，产物为均一、单分散的Cu/C核壳异质结构纤维，其为具有豆荚状、部分中空的纳米纤维，纳米纤维表面光滑、壳层均匀。纳米管的直径为130～200nm，长大约为10～50μm，C/Cu原子比为0.33。
实施例10：
与实施例9步骤相同，但烧结温度为550℃，同时加入3mL甲苯。所得产物在能谱及扫描电镜下观测到的组成与形貌分别如图29～30所示，可见，产物为均一、单分散的Cu/C核壳异质结构纤维，其为具有豆荚状、部分中空的纳米纤维，纳米纤维表面光滑、壳层均匀。纳米管的直径为140～240nm，长大约为10～50μm，C/Cu原子比为0.58。
Claims (10)
1.一种核壳异质结构纳米纤维，其特征在于其组成为C与Cu，C与Cu原子比为0.33~1.91；其结构为Cu核与C壳组成的Cu/C核壳结构纳米纤维，该纤维为豆荚状纳米纤维，其直径为40 ~ 240 nm；长度可达50微米。
2.如权利要求1所述的核壳异质结构纳米纤维，其特征在于该异质结构纳米纤维采用前驱物原位碳热还原法，即：以有机聚合物包覆的Cu2O核壳异质纤维为前驱物、模板剂、导向剂和还原剂，有机聚合物和有机碳源热解得到C，一部分C将Cu2O还原成Cu，一部分C将沉积在Cu表面，得到Cu/C核壳结构纳米纤维。
3. 如权利要求1–2任一所述的核壳异质结构纳米纤维，其特征在于；将该异质结构纳米材料以20 %质量分数填充在石蜡基底中，其中小于等于– 10 dB反射率的有效带宽范围为0.40~3.20 GHz，小于等于– 20 dB反射率的频率范围为1.92~4.40 GHz，最大反射损耗为– 39.10 ~ – 44.94 dB。
4. 一种核壳异质结构纳米纤维的制备方法，其特征在于采用前驱物原位碳热还原法，具体是：将有机聚合物包覆的Cu2O核壳异质纳米纤维的前驱物和有机碳源分别用陶瓷方舟装载放入管式炉中，在惰性气体保护下焙烧，得到Cu/C核壳异质结构纳米纤维，其组成为C与Cu，C与Cu原子比为0.33~ 1.91；其结构为Cu核与C壳组成的Cu/C核壳结构纳米纤维，该纤维为豆荚状纳米纤维，其直径为40 ~ 240 nm；长度可达50微米。
5.如权利要求4所述的核壳异质结构纳米纤维的制备方法，其特征在于惰性气体为氮气或氩气。
6. 如权利要求4所述的核壳异质结构纳米纤维的制备方法，其特征在于焙烧温度550~ 650℃，焙烧升温速率0.5 ~ 5 ℃/min；焙烧时间1 ~ 3小时。
7. 如权利要求4所述的核壳异质结构纳米纤维的制备方法，其特征在于有机碳源为丙酮、苯、甲苯中的一种；其体积为0 ~ 4 mL。
8.如权利要求4所述的核壳异质结构纳米纤维的制备方法，其特征在于所述的有机聚合物包覆的Cu2O核壳异质纳米纤维为聚吡咯包覆Cu2O纤维、聚苯胺包覆Cu2O纤维中的一种。
9. 如权利要求4–8任一所述方法制备的Cu/C核壳异质结构纳米纤维，其特征在于该材料具有优异的轻质宽频带吸收特性；将该材料以20 %质量分数填充在石蜡基底中，其中小于等于– 10 dB反射率的有效带宽范围为0.40~3.20 GHz，小于等于– 20 dB反射率的频率范围为1.92~4.40 GHz，最大反射损耗为– 39.10 ~ – 44.94 dB。
10.如权利要求1至2任一所述的Cu/C核壳异质结构纳米纤维，或者如权利要求4至8中任一所述方法制备的Cu/C核壳异质结构纳米纤维，其特征是在玻璃、陶瓷着色剂、油漆防皱、汽车尾气净化、超大规模集成电路、电催化、锂离子电池、表面增强拉曼光谱、微波吸收与屏蔽领域的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810759685.6A CN108950733B (zh) | 2018-07-11 | 2018-07-11 | 一种核壳异质结构纳米纤维及其制备和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810759685.6A CN108950733B (zh) | 2018-07-11 | 2018-07-11 | 一种核壳异质结构纳米纤维及其制备和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108950733A CN108950733A (zh) | 2018-12-07 |
| CN108950733B true CN108950733B (zh) | 2020-12-29 |
Family
ID=64483745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810759685.6A Active CN108950733B (zh) | 2018-07-11 | 2018-07-11 | 一种核壳异质结构纳米纤维及其制备和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108950733B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111151139B (zh) * | 2020-02-12 | 2021-09-03 | 泰州九润环保科技有限公司 | 一种分子筛改性的有机超滤膜 |
| CN113426999B (zh) * | 2021-07-14 | 2022-09-30 | 重庆邮电大学 | 一种核壳异质结构磁性纳米线及其制备方法与应用 |
| CN114687009B (zh) * | 2022-04-21 | 2024-01-05 | 南京理工大学 | 利用木棉纤维制备Cu/C中空吸波纤维的方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101805011A (zh) * | 2010-04-06 | 2010-08-18 | 厦门大学 | Cu2O超细纳米粒子与自组装纳米微球及其制备方法 |
| CN101847714A (zh) * | 2010-05-20 | 2010-09-29 | 复旦大学 | 锂离子电池用碳包覆核壳结构纳米合金负极材料的制备方法 |
| CN103436995A (zh) * | 2013-08-05 | 2013-12-11 | 江苏科技大学 | Fe/C复合纳米纤维微波吸收剂、制备方法及其应用 |
| CN103521228A (zh) * | 2013-10-14 | 2014-01-22 | 中国海洋石油总公司 | 一种合成气制低碳醇催化剂的制备方法 |
| CN104324757A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-02-04 | 太原理工大学 | 一种核壳型碳包覆纳米铜催化剂的快速制备方法 |
| JP5748957B2 (ja) * | 2009-01-14 | 2015-07-15 | 国立大学法人九州大学 | コアシェル型金属ナノ粒子の製造方法 |
| CN105032355A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-11-11 | 东华大学 | 一种核壳结构的碳包覆磁性纳米微粒的制备方法 |
| CN105152226A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-12-16 | 浙江师范大学 | 磁性纳米环微波吸收剂的制备与应用 |
| CN106835364A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-13 | 南京理工大学 | 一种原位负载铁铜双金属的碳纳米纤维复合材料的制备方法 |
-
2018
- 2018-07-11 CN CN201810759685.6A patent/CN108950733B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5748957B2 (ja) * | 2009-01-14 | 2015-07-15 | 国立大学法人九州大学 | コアシェル型金属ナノ粒子の製造方法 |
| CN101805011A (zh) * | 2010-04-06 | 2010-08-18 | 厦门大学 | Cu2O超细纳米粒子与自组装纳米微球及其制备方法 |
| CN101847714A (zh) * | 2010-05-20 | 2010-09-29 | 复旦大学 | 锂离子电池用碳包覆核壳结构纳米合金负极材料的制备方法 |
| CN103436995A (zh) * | 2013-08-05 | 2013-12-11 | 江苏科技大学 | Fe/C复合纳米纤维微波吸收剂、制备方法及其应用 |
| CN103521228A (zh) * | 2013-10-14 | 2014-01-22 | 中国海洋石油总公司 | 一种合成气制低碳醇催化剂的制备方法 |
| CN104324757A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-02-04 | 太原理工大学 | 一种核壳型碳包覆纳米铜催化剂的快速制备方法 |
| CN105152226A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-12-16 | 浙江师范大学 | 磁性纳米环微波吸收剂的制备与应用 |
| CN105032355A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-11-11 | 东华大学 | 一种核壳结构的碳包覆磁性纳米微粒的制备方法 |
| CN106835364A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-13 | 南京理工大学 | 一种原位负载铁铜双金属的碳纳米纤维复合材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108950733A (zh) | 2018-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Lightweight, flexible SiCN ceramic nanowires applied as effective microwave absorbers in high frequency | |
| Pan et al. | In-situ synthesis of hierarchically porous and polycrystalline carbon nanowires with excellent microwave absorption performance | |
| CN108950733B (zh) | 一种核壳异质结构纳米纤维及其制备和应用 | |
| Kong et al. | Interfacial polarization dominant CNTs/PyC hollow microspheres as a lightweight electromagnetic wave absorbing material | |
| Ebrahimi et al. | Polypyrrole-MWCNT-Ag composites for electromagnetic shielding: Comparison between chemical deposition and UV-reduction approaches | |
| Wang et al. | Microwave-based preparation and characterization of Fe-cored carbon nanocapsules with novel stability and super electromagnetic wave absorption performance | |
| Tong et al. | Synthesis and characterization of nanosized urchin-like α-Fe2O3 and Fe3O4: microwave electromagnetic and absorbing properties | |
| Wang et al. | Facile fabrication of Hildewintera-colademonis-like hexagonal boron nitride/carbon nanotube composite having light weight and enhanced microwave absorption | |
| Zhao et al. | Electromagnetic wave absorbing properties of aligned amorphous carbon nanotube/BaFe12O19 nanorod composite | |
| Xiang et al. | A simple strategy to develop heterostructured carbon paper/Co nanoparticles composites with lightweight, tunable and broadband microwave absorption | |
| CN109128138B (zh) | 一种核壳异质结构磁性纤维及其制备与应用方法 | |
| Chiu et al. | SiC nanowires in large quantities: Synthesis, band gap characterization, and photoluminescence properties | |
| CN110548528B (zh) | 一种核壳结构SiO2/SiC材料及其制备方法与用途 | |
| Guo et al. | Fe-doped SiCN composite fibers for electromagnetic waves absorption | |
| Prasad et al. | Structural characterization and impedance studies of PbO nanofibers synthesized by electrospinning technique | |
| Wei et al. | Recent progress in synthesis, growth mechanisms, and electromagnetic wave absorption properties of silicon carbide nanowires | |
| Wu et al. | Hierarchical porous carbon fibers for broadband and tunable high-performance microwave absorption | |
| Wu et al. | High aspect-ratio sycamore biomass microtube constructed permittivity adjustable ultralight microwave absorbent | |
| Wang et al. | One-step synthesis of SiC/C nanocomposites by atmospheric thermal plasmas for efficient microwave absorption | |
| CN105289660B (zh) | 一种铁酸镁/硫化钼异质结纳米线的合成方法和用途 | |
| Tsai et al. | Carbon induced phase transformation in electrospun TiO2/multiwall carbon nanotube nanofibers | |
| Liu et al. | Fabrication of CdS-decorated mesoporous SiC hollow nanofibers for efficient visible-light-driven photocatalytic hydrogen production | |
| Hou et al. | In situ growing fusiform SnO2 nanocrystals film on carbon fiber cloth as an efficient and flexible microwave absorber | |
| CN113279089B (zh) | 一种Fe-SiC/C复合纳米吸波纤维及其制备方法 | |
| Qian et al. | Controllable synthesis of highly symmetrical streamlined structure for wideband microwave absorption |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |