制备内包金属颗粒洋葱状富勒烯的水下电弧放电法
专利汇可以提供制备内包金属颗粒洋葱状富勒烯的水下电弧放电法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且制备内包金属颗粒洋葱状 富勒烯 的 水 下 电弧 放电法，属于新材料合成及加工工程技术范畴。是利用有机 金属化 合物添加到 石墨 阳极 内，采用水下电弧放电技术，由有机金属化合物催化宏量制备内包金属颗粒洋葱状富勒烯的制备工艺。内包金属颗粒洋葱状富勒烯，是以多层弯曲的石墨层包覆形成的同心球形壳，金属纳米颗粒被包裹在洋葱状富勒烯空腔内，此结构的洋葱状富勒烯是由金属纳米颗粒催化形成，主要用作 磁性 材料。从而推内包金属颗粒动洋葱状富勒烯从理论研究向应用研究转化的 进程 。，下面是制备内包金属颗粒洋葱状富勒烯的水下电弧放电法专利的具体信息内容。
1.一种制备内包金属颗粒洋葱状富勒烯的水下电弧放电法，其特征在于， 是一种采用无需真空水冷装置掺有机金属化合物的石墨棒作电极，直接在水中放 电制备内包金属颗粒洋葱状富勒烯的方法，具体制备过程的工艺步骤为：
I.采用光谱纯石墨棒作电极，其中阴极直径为15-20mm，阳极采用外径为 8-10mm，内钻有直径为6-8mm的深孔，孔内填充有机金属化合物作为反应的催 化剂；
II.在耐热容器中加入3-5L水，两电极沿直线排列浸没在水下80-100mm处；
III.电流为30-70A，电压为22-28V，起弧后须使两电极之间的间隙为 0.8-1mm；
IV.电弧放电使阳极蒸发，生成内包有金属颗粒洋葱状富勒烯以薄膜状漂浮 在水面上，10-15分钟后停止放电；
V.待水冷却后收集表面的产物，蒸干水分便得到了内包金属颗粒洋葱状富 勒烯。
2.按照权利要求1所述的一种制备内包金属颗粒洋葱状富勒烯的水下电 弧放电法，其特征在于所述的孔内填充的有机金属化合物为二茂铁、二茂钴 或二茂镍。
技术领域
本发明内包金属颗粒洋葱状富勒烯的水下电弧放电法属于新材料合成及加 工工程技术范畴，主要涉及纳米材料、碳材料、磁性材料、环境材料等材料科 学以及物理、化学、医药科学等诸多领域。
背景技术
发明内容
本发明制备内包金属颗粒洋葱状富勒烯的水下电弧放电法，其特征在于， 是一种采用无需真空水冷装置掺有机金属化合物的石墨棒作电极，直接在水中 放电制备内包金属颗粒洋葱状富勒烯的方法，具体制备过程的工艺步骤为：
I.采用光谱纯石墨棒作电极，其中阴极直径为15-20mm，阳极采用外径为 8-10mm，内钻有直径为6-8mm的深孔，孔内填充有机金属化合物作为反应的催 化剂；
II.在耐热容器中加入3-5L水，两电极沿直线排列浸没在水下80-100mm 处；
III.电流为30-70A，电压为22-28V，起弧后须使两电极之间的间隙为 0.8-1mm；
IV.电弧放电使阳极蒸发，生成内包有金属颗粒洋葱状富勒烯以薄膜状漂浮 在水面上，10-15分钟后停止放电；
V.待水冷却后收集表面的产物，蒸干水分便得到了内包金属颗粒洋葱状富 勒烯。
上述的一种制备内包金属颗粒洋葱状富勒烯的水下电弧放电法，其特征在 于所述的孔内填充的有机金属化合物为二茂铁、二茂钴或二茂镍。
本发明内包金属颗粒洋葱状富勒烯的水下电弧放电法其优点在于：无需真 空水冷系统，设备简单，从而极大地降低了制备成本；浸入水中的石墨电极比 在惰性气体中放电时的冷却效率更高；采用有机金属化合物作为催化剂直接添 加到阳极石墨棒中，简化了制备工艺；此外产物中的内包金属颗粒洋葱状富勒烯 会自动浮上水面，从而避免了产物的污染，显示出了宏量制备高纯度内包金属 颗粒洋葱状富勒烯的潜力。
本发明内包金属颗粒洋葱状富勒烯的水下电弧放电法，其用途在于可利用 此法制备出宏量的纯度较高的内包金属颗粒洋葱状富勒烯，而此结构的洋葱状富 勒烯具有优良的电磁性能、导电性、量子力学效应(量子阱、微能带等)等重 要性能，成为能满足特殊性能要求的电子元件、过滤器件、传感器件等设备器 件的材料、超导材料、生物材料、医用材料、新型激光材料、非线性光学材 料、信息存储材料、光电材料、催化剂材料、废水、废气净化材料等新型功能 材料，应用范围十分广阔，应用前景十分诱人。
附图说明
图1内包金属颗粒洋葱状富勒烯的低倍形貌图
图2内包金属洋葱颗粒状富勒烯的高倍形貌图
具体实施方式
采用光谱纯石墨棒作电极，其中阴极直径为20mm，阳极则采用外径为 10mm，内钻有直径为8mm的深孔，孔内填充一定量的有机金属化合物二茂铁作 为反应的催化剂。在耐热容器中加入5L水，两电极沿直线排列，浸没在水下 约100mm处。电流和电压分别控制在70A和28V，起弧后须使两电极之间的间 隙约为1mm，10-15分钟后停止放电。电弧放电过程中，密集的热量使阳极蒸 发，二茂铁也同时受热分解出铁原子，生成内包铁颗粒洋葱状富勒烯以薄膜状 漂浮在水面上。待水冷却后收集表面的产物，蒸干水分便得到了内包铁颗粒洋 葱状富勒烯。
实施方式2
采用光谱纯石墨棒作电极，其中阴极直径为15mm，阳极则采用外径为 8mm，内钻有直径为6mm的深孔，孔内填充一定量的有机金属化合物二茂钴作 为反应的催化剂。在耐热容器中加入4L水，两电极沿直线排列，浸没在水下约 8cm处。电流和电压分别控制在30A和22V，起弧后须使两电极之间的间隙约 为0.8mm，10-15分钟后停止放电。电弧放电过程中，密集的热量使阳极蒸发， 二茂钴也同时受热分解出钴原子，生成内包钴颗粒洋葱状富勒烯以薄膜状漂浮 在水面上。待水冷却后收集表面的产物，蒸干水分便得到了内包钴颗粒洋葱状富 勒烯。
实施方式3
采用光谱纯石墨棒作电极，其中阴极直径为18mm，阳极则采用外径为 9mm，内钻有直径为7mm的深孔，孔内填充一定量的有机金属化合物二茂镍作 为反应的催化剂。在耐热容器中加入4.5L水，两电极沿直线排列，浸没在水下 约9cm处。电流和电压分别控制在50A和25V，起弧后须使两电极之间的间隙 约为0.9mm，10-15分钟后停止放电。电弧放电过程中，密集的热量使阳极蒸 发，二茂镍也同时受热分解出镍原子，生成内包镍颗粒洋葱状富勒烯以薄膜状漂 浮在水面上。待水冷却后收集表面的产物，蒸干水分便得到了内包镍颗粒洋葱状 富勒烯。
将收集到的产物用研钵研磨后，取少许在乙醇中超声分散，将悬浮液滴在 微栅铜网上，干燥后用H-800型透射电镜(TEM)及JEM-2010型高分辨透射 电镜(HRTEM，加速电压为200kV，点分辨率为0.19nm).对其进行观察表 征，发现有内包金属微粒的纳米洋葱状富勒烯形成。
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