[发明专利]一种液氮中电弧制备碳包覆金属纳米颗粒的方法及装置

权利要求书

1.一种液氮中电弧制备碳包覆金属纳米颗粒的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将金属棒（10）的一端端面接触石墨棒（6）的一端端面并浸入液氮（7）中；

金属棒（10）接入直流电源（1）的一个电极，石墨棒（6）接入直流电源（1）的另一电极；

将石墨棒（6）和金属棒（10）分离至实验间隔距离，石墨棒（6）和金属棒（10）之间产生电弧，通过石英管（5）在液氮中引入气体，在液氮中引入的气体氛围下维持电弧，直至达到实验要求时间，得到含有碳包覆金属纳米颗粒的液氮（7），所述石墨棒（6）的一端端面和金属棒（10）的一端端面始终位于液氮（7）的液面之下；

在含有碳包覆金属纳米颗粒（8）的液氮（7）中加入收集剂，待液氮（7）挥发完毕，将收集剂进行烘干得到碳包覆金属纳米颗粒（8）；

所述气体为氦气、氖气、氩气、氙气、二氧化碳或甲烷。

2.根据权利要求1所述的一种液氮中电弧制备碳包覆金属纳米颗粒的方法，其特征在于，在将金属棒（10）的一端端面接触石墨棒（6）的一端端面前，还包括以下步骤：

打磨金属棒（10）表面；

通过清洗剂冲洗金属棒（10）和石墨棒（6）的表面。

3.根据权利要求1所述的一种液氮中电弧制备碳包覆金属纳米颗粒的方法，其特征在于，所述金属棒（10）的材质为金、银、铜、铁、镍、钴、铝、镁、锌或钛。

4.根据权利要求1所述的一种液氮中电弧制备碳包覆金属纳米颗粒的方法，其特征在于，所述直流电源（1）的电流在10~1000A之间。

5.根据权利要求1所述的一种液氮中电弧制备碳包覆金属纳米颗粒的方法，其特征在于，所述石墨棒（6）和金属棒（10）分离的实验间隔距离为0~30mm。

6.根据权利要求1所述的一种液氮中电弧制备碳包覆金属纳米颗粒的方法，其特征在于，所述收集剂为去离子水、无水乙醇或十二烷。

7.根据权利要求1所述的一种液氮中电弧制备碳包覆金属纳米颗粒的方法，其特征在于，烘干收集剂的温度为60-100℃。

8.实现权利要求1-7任意一项所述的一种液氮中电弧制备碳包覆金属纳米颗粒的方法的装置，其特征在于，包括容器、石英管（5）和直流电源（1），所述容器内盛放有液氮（7），所述直流电源（1）的正极连接下导电夹（9），所述下导电夹（9）用于夹持金属棒（10），所述直流电源（1）的负极连接上导电夹（3），所述上导电夹（3）用于夹持石墨棒（6），上导电夹（3）在步进电机（2）的作用下能够进行运动；

所述石英管（5）套设在石墨棒（6）上，所述石英管（5）的一端端面为开口结构，所述石英管（5）的另一端端面封口且和石墨棒（6）连接，所述石英管（5）的侧壁连通有支管（4），所述支管（4）上通入有气体；

在初始状态下，所述金属棒（10）的一端端面接触石墨棒（6）的一端端面，在实验过程中，所述金属棒（10）的一端端面和石墨棒（6）的一端端面不接触；

所述金属棒（10）的一端端面和石墨棒（6）的一端端面始终位于石英管（5）的内腔中。