1。1。4  碳纳米材料的前景 

近年来，碳纳米材料的研究日趋活跃，研究成果也已逐渐应用于各行各业。从零维的碳纳米颗粒、碳量子点到一维的碳纳米管、碳纤维，从二维的碳纳米薄膜到三维的石墨和金刚石，碳纳米材料种类庞大，并以其独特的电学、热学、力学性能在纳米电子器件、生物医学、催化合成和电化学储能等领域得到广泛的应用。文献综述

碳纳米复合材料作为碳纳米材料研究发展的产物，兼具了碳纳米材料本身的电学、力学性能和化学活性以及复合组分的优异性质，表现出多样化的性能和应用潜力。比如以具有高强度、高模量、轻质量碳纤维为增强剂的碳纳米复合材料，已经成为优异的航空航天材料。另外，碳包覆/负载金属纳米颗粒复合材料已经在电催化、生物传感器、燃料电池等方面显示出良好的应用前景[11]。对于碳纳米材料和碳纳米复合材料而言，形貌和结构是影响性能的关键因素，而材料的形貌和结构又很大程度地取决于制备方法和合成条件。因此，探索能够合成新颖结构和形貌的碳材料的方法对开发新型碳纳米复合材料至关重要。

1。2  金属-碳纳米复合材料

1。2。1  金属-碳复合材料概述

金属有光泽，具有良好的导电性、导热性、延展性。由于尺寸达到纳米量级而产生表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限域效应，金属纳米材料表现出优异的物理化学性能[12]。金属-碳纳米材料结合了金属纳米材料和碳纳米材料的优点，因此在催化、传感器、超级电容器、光学等方面展现出潜在的多样化性能和应用前景。

金属-碳纳米复合材料根据金属和碳的复合方式主要可以分为：碳包覆金属纳米颗粒复合材料和碳负载金属纳米颗粒复合材料。碳包覆金属纳米颗粒复合材料是一种具有核壳结构的碳纳米复合材料，碳作为包覆层，有导电性和耐酸碱稳定性，对金属纳米颗粒有保护作用。碳负载金属纳米颗粒复合材料中，碳作为载体，金属纳米颗粒均匀的分散在碳材料表面，金属纳米颗粒和复合材料的尺寸和形貌不同，其性能也大不相同，直接决定复合材料的应用前景。

1。2。2  碳包覆金属纳米颗粒复合材料

最早的碳包覆金属纳米颗粒复合材料——碳包覆LaC2(LaC2@C)由R。S。Rouff[13]发现，LaC2易水解但LaC2@C放置数天后仍能稳定存在。科学家们开始认识到这类材料性能的优越性，并投入到这类具有核壳结构的金属-碳纳米复合材料的研究中，发展了一系列的制备方法：

（1）电弧放电法：S。Seraphin[14]利用电弧放电法合成了Fe@C等碳包覆磁性纳米颗粒，碳包覆层可以有效保护金属纳米颗粒不受到强酸溶液的腐蚀。利用电弧放电法制备碳包覆金属纳米颗粒复合材料，可得到粒径较小、分散性好的纳米颗粒，同时耗能大、成本高并伴随着副反应，故限制了其大规模的应用。

（2）化学气相沉积法（CVD）：化学气相沉积法以纳米颗粒为催化剂，采用气相有机小分子为碳源，利用气相沉积作用制备碳包覆金属纳米颗粒。该方法要求起催化作用的纳米颗粒的分散性很好，并且该方法后处理时很难分离沉积基底和最终产物。

（3）高温热解法：高温热解法利用含有碳元素和金属元素的有机金属化合物、高分子络合物等作为前躯体，在惰性气体中高温热解得到碳包覆金属纳米颗粒复合材料。该制备方法条件苛刻，温度范围在1000-2000 ℃甚至更高，不易操作和大规模投入应用。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-