石墨/纳米氧化锆复合颗粒的制备及表征

上海大学学报(自然科学版) ›› 2009, Vol. 15 ›› Issue (1): 87-92.

石墨/纳米氧化锆复合颗粒的制备及表征

刘建飞1,2，杭建忠3，施利毅1，朱惟德2

1.上海大学纳米科学与技术研究中心，上海 200444； 2.上海大学材料科学与工程学院，上海 200072；
3.上海大学环境与化学工程学院，上海 201800)

收稿日期:2007-10-30 出版日期:2009-02-21 发布日期:2009-02-21
通讯作者: 杭建忠（1966~），男，副教授，博士，研究方向为纳米材料的制备及其应用. E-mail:jianzhongh6998@shu.edu.cn
作者简介:杭建忠（1966~），男，副教授，博士，研究方向为纳米材料的制备及其应用.
基金资助:
上海市科委基金资助项目（06DZ05902; 07XD14014)

Preparation and Characterization of Graphite/nano-ZrO2 Composite Powders

1.Research Center of Nanoscience and Nanotechnology, Shanghai University, Shanghai 200444, China;
2.School of Materials Science and Engineering, Shanghai University, Shanghai 200072, China;
3.School of Environmental and Chemical Engineering, Shanghai University, Shanghai 201800, China

Received:2007-10-30 Online:2009-02-21 Published:2009-02-21

摘要/Abstract

摘要：

以ZrOCl2·8H2O为前驱物，采用非均匀成核技术对天然鳞片石墨表面进行改性处理，制备出石墨/纳米氧化锆复合颗粒.考察不同氧化锆加入量对复合颗粒亲水性的影响.结果表明，改性后石墨/纳米氧化锆复合颗粒的亲水性能得到提高.采用Zeta电位测试仪以及TGA-DSC分析仪,分别对改性前后颗粒的表面电位和热失重进行表征.结果表明，复合颗粒的等电点从pH＝2.5位移到pH=5.3.抗氧化性能也得到了一定的提高，氧化失重率从98.9%变为93.1%.SEM及EDS分析结果表明，复合颗粒表面包覆了一层致密的纳米尺度的氧化锆颗粒，其平均粒径为数十纳米.XPS能谱检测进一步表明，复合颗粒表面出现Zr的特征峰，且C1s的电子结合能向高能方向移动了0.4 eV.

关键词: 非均匀成核；天然鳞片石墨；氧化锆；亲水性；抗氧化性

Abstract:

Graphite/nanosized ZrO2 (GN ZrO2) composite powder was successfully prepared, with ZrOCl2·8H2O being predecessor, by surface modification on the natural flaky graphite particles using a heterogeneous nucleation technique. The effect of the amount of ZrO2 on hydrophilicity of the composite powders was investigated. Hydrophilicity of GN ZrO2 composite powders being modified was greatly improved. Composite powders were characterized by Zeta potential testing instrument and TGA-DSC analytical apparatus respectively. Isoelectric points of composite powder varied from pH=2.5 to pH=5.3 and the antioxidation property improved to some degree because the oxidation gravimetric ratio decreased from 98.9% to 93.1%. In addition, SEM photographs and the EDS analysis indicated that the graphite surface was coated with a layer of dense nano-sized ZrO2 particles, whose size was dozens of nanometers. XPS results showed that the surface of graphite powders exhibited Zr characteristic peak and the electron binding energy of C1s shifted by 0.4 eV toward the higher side.

Key words: heterogeneous nucleation; natural flaky graphite; zirconium oxide; hydrophilicity; oxidation resistance

中图分类号:

刘建飞1,2，杭建忠3，施利毅1，朱惟德2. 石墨/纳米氧化锆复合颗粒的制备及表征[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2009, 15(1): 87-92.

LIU Jian-fei1,2 ,HANG Jian-zhong3,SHI Li-yi1,ZHU Wei-de2. Preparation and Characterization of Graphite/nano-ZrO2 Composite Powders[J]. Journal of Shanghai University（Natural Science Edition）, 2009, 15(1): 87-92.

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