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富勒烯、碳纳米管等碳材料的发现使人们的目光转向了新型碳材料,制备出性能优异、功能性强和应用广泛的新型碳材料成为了人们研究的热点。碳微球这种新型碳材料具有化学惰性、自烧结性能、高堆积密度、优良的导电导热性、化学稳定性、热稳定性等许多优异性能,故它是一种新型的、具有极大开发潜力、具有广泛应用前景的碳材料。应用方面可被用在锂离二次电池负极材料、高性能液相色谱柱填料、高密高强碳材料、催化剂载体和超高比表面积活性炭等方面。一维Ag/C核壳结构纳米复合材料这种新型碳材料是一种内层为银、外层为碳的材料,由于它既能显现出碳的性质又能显现出银的性质,所以具有耐腐蚀性、电磁特性和热稳定性等优异性能。在应用上可应用在电磁波屏蔽材料、防静电材料、超级电容器、药物缓释剂等方面,也可作为高密度集成元件之间的连接线、微型工具和微型机器人的部件。本课题两种碳材料的制备均采用水热法,因为水热法与其它合成法相比有许多优异性能,如操作十分简单、成本低廉、合成温度低、条件容易控制、产物单一等优点,是一种比较理想的制备碳材料的方式。水热法制备碳材料可以用的原料也非常之多,可用可再生资源如葡萄糖、蔗糖和纤维素等。纤维素在自然界中的含量十分丰富,大量存在于各种生物质中,是由葡萄糖构成的聚合度十分高的高聚物。纤维素具有廉价易得、纯度高的特点,如果能够充分利用它,将具备相当可观的经济开发价值和研究价值。本课题选用生物质材料—微晶纤维素作原料,采用水热法制备出了两种形貌不同的碳材料,即碳微球和一维Ag/C核壳结构纳米复合材料。系统考察利用水热法的方法,以微晶纤维素为原料制备碳材料的制备工艺条件及对制得的碳微球和一维Ag/C核壳结构纳米复合材料的形貌、结构及价键和抗菌性能分析,并对它们的形成机理进行了探讨。得到以下结论:(1)以微晶纤维素为碳源,通过水热法制备了碳微球。当pH值为4,反应温度为300℃,反应时间为12h,制得粒径尺寸在5~7μm的碳微球,且大小比较均一,分散性较好;所制备的碳微球以无定型碳的形式存在,碳微球本身并不具备抗菌性。(2)以微晶纤维素作为碳源,硝酸银作为银源,采用一步水热法制备出一维Ag/C核壳结构纳米复合材料,产物微观形貌呈线线状,以银为核心,以碳为外壳,直径大约400~500nm;产物主要由银、碳两种元素构成,并且表面含有丰富的羟基、羧基、羰基等官能团;在反应过程中,盐酸不但具有催化作用,同时具有形状控制剂的作用。通过水热合成制备出的一维Ag/C核壳结构纳米复合材料具有一定的抗菌性能。