以橡子為碳源,通過高溫煅燒法制備了粒徑均勻的磁性空心碳納米球（MHCNS）。經(jīng)過HCl浸泡處理可得MHCNS-1,再經(jīng)HNO₃和NH₃·H₂O處理得MHCNS-2。MHCNS-2粒徑均勻,直徑為20～40 nm,球壁厚度為3～5 nm。MHCNS-2的尺寸可通過改變鎳離子與氫氧化鉀的添加量和比例進(jìn)行調(diào)控。通過X射線粉末衍射、掃描電鏡、透射電鏡、振動樣品磁強(qiáng)計(jì)等方法對制備的產(chǎn)物進(jìn)行了表征,進(jìn)而分析了其生長機(jī)制。MHCNS-2對于有機(jī)染料亞甲基藍(lán)（MB）的吸附性能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,MHCNS-2具有強(qiáng)吸附性能,當(dāng)MB溶液濃度為100 mg·L^-1時(shí),吸附量可以達(dá)到185 mg·g^-1。MHCNS對布洛芬的載藥釋藥實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,MHCNS-2載藥率可達(dá)44%,釋藥率達(dá)70%,有著良好的載藥與釋藥能力。 

【文章來源】：無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2020,36(07)北大核心SCICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

MHCNS的(a、b)SEM圖、粒徑分布圖(a的插圖)、(c)TEM圖和(d)HRTEM圖

MHCNS樣品的XRD圖如圖1所示。由XRD可知，兩樣品衍射峰的位置分別與C、Ni、Ni(OH)2的標(biāo)準(zhǔn)圖(PDF No.26-1076,04-0850,14-0117)一致，說明樣品中含有C、Ni與Ni(OH)2。經(jīng)HCl浸泡MHCNS-1樣品Ni(OH)2和Ni的衍射峰較強(qiáng)，說明顆粒內(nèi)部仍有大量Ni(OH)2和Ni存在。由MHCNS-2的XRD圖中衍射峰高度可知，用HNO3與NH3·H2O處理后樣品中C的比例增加，Ni與Ni(OH)2的比例下降。說明MHCNS-1樣品經(jīng)HNO3與NH3·H2O處理后可通過HNO3的氧化作用和NH3·H2O的配位反應(yīng)除去顆粒內(nèi)部殘留的大部分Ni(OH)2和Ni，得到MHCNS-2。由MHCNS-2樣品的SEM圖(圖2a)可知，產(chǎn)物為粒徑均勻、分散性良好的球體，直徑為20～40 nm。插圖為樣品的粒徑分布圖，由圖可知，樣品直徑主要分布在20～40 nm之間，平均粒徑為30 nm。由MHCNS-2樣品的SEM圖(圖2b)可以觀察到其表面粗糙并有一些球形凸起。由TEM圖(圖2c)可知，MHCNS-2樣品具有空心結(jié)構(gòu)，直徑20～40 nm，壁厚3～5 nm。其HRTEM圖(圖2d)顯示，MHCNS-2外壁的晶格條紋0.34 nm對應(yīng)C的(002)晶面，內(nèi)部顆粒的晶格條紋分別為0.20和0.27 nm，對應(yīng)Ni(111)和β-Ni(OH)2(100)。該結(jié)果表明，MHCNS-2樣品為包含了一些Ni和β-Ni(OH)2的空心碳?xì)そY(jié)構(gòu)。

圖2 MHCNS的(a、b)SEM圖、粒徑分布圖(a的插圖)、(c)TEM圖和(d)HRTEM圖KOH在高比表面積碳材料的制備過程起到了造孔劑的作用[24]。在橡子仁粉(圖4a)中只添加KOH，僅能得到較大的塊狀結(jié)構(gòu)(圖4b)�？紤]到Ni(CH3COO)2和KOH的配合是形成均勻球狀碳納米結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，除了投料比，Ni(CH3COO)2和KOH用量對產(chǎn)物形貌也會有一定影響。如上所述，Ni(CH3COO)2和KOH添加量分別為2和0.8 g時(shí)(投料比5∶2)，得到分散性較好的MHCNS(圖3f)。維持Ni(CH3COO)2和KOH投料比，減少用量時(shí)(1和0.45 g)，產(chǎn)物形成均勻的多孔結(jié)構(gòu)(圖4c)。進(jìn)一步降低Ni(CH3COO)2和KOH用量(0.5和0.225 g)，產(chǎn)物會形成不均勻的棒狀碳納米結(jié)構(gòu)(圖4d)。綜上所述，當(dāng)Ni(CH3COO)2與KOH的比例為5∶2，添加量為2和0.8 g，且煅燒溫度為900℃時(shí)可獲得均勻的MHCNS。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3212029