Co纳米颗粒低温催化合成3C-SiC纳米线及其光致发光性能

摘要：

以膨胀石墨和硅粉为原料、Co(NO3)3·6H2O为催化剂前驱体,在流动Ar气中合成了3C-SiC纳米线.研究了反应温度、催化剂用量对合成3C-SiC粉体反应的影响.用第一性原理计算分析了Co纳米颗粒的催化机理,研究了3C-SiC纳米线的光致发光性能.结果表明:催化剂Co的引入降低了硅粉碳化反应生成SiC的开始反应温度和完全反应温度.催化剂Co的加入量为3％(质量分数)时,1573 K保温3 h反应后合成的3C-SiC纳米线的直径为50～60 nm,长度约几十微米,其生长机理主要为气–固反应.Co纳米颗粒与反应物之间的吸附作用降低了C=C键、C—O键和Si—O键的结合,从而促进了SiC的成核与生长.激发波长为254 nm时,3C-SiC纳米线的室温光致发光谱的特征峰在307 nm,该纳米线在光电子纳米材料领域有良好的应用前景.

关键词：3C-碳化硅纳米线、光致发光、第一性原理计算、钴纳米颗粒催化剂、膨胀石墨

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分类号：TQ174.7

资助基金：国家自然科学基金;山西省基础研究计划自由探索类面上项目;山西省留学回国人员科技活动择优资助项目;山西省回国留学人员科研资助;国家重点实验室开放基金;国家重点实验室开放基金

在线出版日期：2022-10-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2483-2492