一步反应制备γ-Fe₂O₃纳米线填充碳氮多壁纳米管的方法

摘要

本发明涉及一种一步反应制备γ-Fe2O3纳米线填充碳氮多壁纳米管的方法。具体地讲，本发明是利用烷烃气体(优选甲烷)、空气和氢气(流量比为80∶10∶20，单位为标准状态毫升每分)的等离子体化学气相沉积过程，在FeNi(Fe50％Ni50％，质量分数)催化剂薄膜存在的情况下，制备金属氧化物纳米线填充碳氮纳米管的方法。该发明所制备的产物取向性良好，产率较高；内部填充的单晶纳米线具有亚铁磁性，外层多壁管状结构具有氮掺杂所特有的“竹节状”构型。本发明的方法简单、一步完成，容易控制，便于工业化生产，制备出来的磁性纳米材料在生物医药、场发生器件、催化材料等领域具有广阔的应用前景。

主权项

一步反应制备γ‑Fe2O3纳米线填充碳氮多壁纳米管的方法，其特征在于，该发明包括如下步骤：1)在常用衬底上担载8～10nm厚的按质量分数计为Fe50％、Ni50％的催化剂薄膜；2)将催化剂薄膜放入反应室中，抽真空值10Pa以下后，通气体升温至反应温度；3)当达到预定反应温度后，在催化剂存在的条件下，通入碳源气体、空气和氢气，控制反应温度和压强，进行化学气相沉积；4)反应结束后，通保护气体冷却至室温；步骤1)中所述常用衬底主要指硅、二氧化硅；步骤2)中所述气体是指空气和氢气的混合气体，其流量比为空气Air∶氢气H2＝10∶20，流量单位为标准状态毫升每分sccm，总压强为200Pa；所述反应温度在600℃以上；步骤3)中所述碳源气体优选甲烷，且碳源气体∶空气∶氢气＝80∶10∶20，单位为标准状态毫升每分sccm；气体的总压强优选900‑1300Pa之间。