论文部分内容阅读
本论文研究优化了液相还原法制备铜纳米线的方法,并开发出宏量制备的工艺,主要工作包括碱液、铜源的浓度变化而引起铜纳米线在形貌上的尺寸变化,从能源环保可持续发展、减小制备成本的角度出发,将工作重点放在碱液的循环利用、铜源由文献惯用的的硝酸铜优化为无杂质污染碱液的氢氧化铜,开发出不同规格铜纳米线制备的工艺,为铜纳米线的广泛应用的提供了制备基础;然后将铜纳米线作为改性体与聚甲醛共混制备复合材料,评价了添加改性体后对POM的性能影响。本论文主要工作内容和结果如下几个方面:(1)以硝酸铜为原料的铜纳米线制备在Na OH碱液里,以硝酸铜与乙二胺的络合体为前躯体、水合肼为还原剂,利用液相还原法制备了的铜纳米线,并且对样品进行了扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪形貌、结构的表征。通过改变碱液浓度、铜源浓度等条件制得了不同规格的铜纳米线,而且实现了系列反应釜的规模制备;另外通过大量的重复实验、改变实验细节可以将碱液做到5次的循环利用,大大降低了制备成本,同时也减小了污染、能耗。(2)以氢氧化铜为原料的铜纳米线制备与硝酸铜相比,还原氢氧化铜后不产生杂质污染物,故以Cu(OH)2为原料制备了一种直径约200nm,长度大于40μm的铜纳米线,并且实现了50L以下的反应制备,该工艺还可以做到碱液的连续循环使用,这样大大提高了制备效率和降低成本。另外一种规格的铜纳米线为直径为100-300nm,长度大于30μm,该工艺也可以实现碱液的连续循环使用。(3)铜&镍合金纳米线的制备在碱性体系下,改变铜镍比,得到复合纳米线,当铜镍比为20:1时,可以制得粒径均一、直径小于100nm、长度大于50μm的合金纳米线,并且可以放大至3L反应体系进行制备。(4)铜纳米线/聚甲醛复合材料的制备及性能测试采用熔融共混法制备了铜纳米线/聚甲醛的复合材料,并通过XRD衍射、拉伸与冲击、热分析仪、UMT-2微摩擦磨损试验机以及扫描电镜等手段对基体和复合材料进行了测试,分析了材料的结构、力学性能、热稳定性、摩擦学性能、断面和磨痕形貌等。结果表明铜纳米线在复合材料里有较好的分散性,添加后大大提高了POM的热稳定性和摩擦学性能,力学性能有轻微的改善。