解理面粉碎分选法制备新型碳纳米材料的研究

郭留希¹，武艳强²，杨晋中¹

1. 郑州华晶金刚石股份有限公司2. 郑州人造金刚石及制品工程技术研究中心有限公司

摘 要：以人造金刚石为原料,通过解理面剥离粉碎分选的制备工艺成功制备出了两种新形貌的碳纳米材料——碳晶素和钻石烯。利用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、激光拉曼光谱(Raman)、固体核磁(MAS NMR)等对其进行了表征分析,发现碳晶素是一种物相构成为钻石相的类球形的碳纳米颗粒,单个颗粒的粒径为2~5nm,且含有两种不同性质的碳原子,这两种不同性质的碳原子在颗粒表面形成了一种碳原子二聚体结构,钻石烯是一种物相构成为钻石相的多层结构的碳纳米片,该碳纳米片是由金刚石解理面(111)晶面剥离粉碎而形成的,且含有不饱和sp~2杂化碳,形成了sp~3和sp~2混合杂化的结构,粒度不同,sp~3碳与sp~2碳的比例也不同。

关键词：人造金刚石;解理面剥离粉碎分选;碳原子二聚体;不饱和碳;