一种在空气气氛下制备石墨碳包裹金属纳米颗粒的方法

摘要

一种在空气气氛下制备石墨碳包裹金属纳米颗粒的方法，是通过在金属催化剂存在下，空气氛围中碳源气体、氢气的化学气相沉积，制备出石墨碳包裹金属纳米颗粒，反应过程中碳源气体、空气和氢气的相应流量比为80∶10∶20，单位为标准状态毫升每分(sccm)。本发明在空气氛围中利用烃类作为碳源气体，与氢气合理配比，得到了石墨化程度较高的碳包覆外壳，并且几乎不含其它碳基杂质，提供了一种在空气氛围下制备碳包裹金属纳米胶囊的制备方法。纳米金属颗粒填充于碳纳米胶囊中形成的复合材料在磁记录、核磁共振成像、热疗技术等领域具有广阔的应用前景。

主权项

一种在空气气氛下制备石墨碳包裹金属纳米颗粒的方法，是通过将已制备的金属催化剂薄膜，在空气气氛下利用碳源气体和氢气之间的化学反应，制备出石墨碳包裹金属纳米颗粒，其特征在于，该方法主要包括以下步骤：步骤A：利用物理气相沉积，在衬底上沉积催化剂薄膜，所使用的作为催化剂的金属薄膜厚度为1～2nm，靶材至少一种选自Fe、Co或Ni，溅射气体选氩气，溅射的背底压强应在10‑4Pa量级；步骤B：对催化剂薄膜进行退火处理：将步骤A中制备的催化剂薄膜置于真空装置中，在一种或几种气体氛围下加热至反应温度，待温度达到反应温度后，保持步骤B中的参数不变，继续通气体保温一段时间；步骤C：在反应室中通入碳源气体、空气和氢气，在金属催化剂的作用下进行化学气相沉积过程，选射频等离子体增强化学气相沉积方式，在使用空气作为反应气氛的条件下，碳源气体、空气、氢气的流量配比为80∶10∶20，单位为标准状态毫升/分，调整反应气压，设定射频功率及溅射时间，使在空气气氛下的反应原料充分离化、分解，转变成活性基团，进而在金属颗粒的催化作用下进行吸附、溶解、扩散、析出，最终形成碳包裹的金属纳米颗粒；步骤D：反应结束后，停止通入碳源气体和空气，通保护气体，冷却至室温。