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核壳结构碳包覆Ni纳米材料的合成及电磁性能分析
一、引言
随着电子技术和通讯技术的不断发展，对于电磁波屏蔽材料的需求不断增加。Ni纳米材料作为一种优秀的屏蔽材料，具有良好的电磁性能，但同时也存在一些问题，如随时间的变化而氧化，导致性能下降，且其表面不易与其他材料相容。因此，将其包覆在其他材料中，就成为了研究焦点之一。其中，碳纳米管被广泛关注，其具有优异的物理和化学特性，可以很好地包覆和保护Ni粒子。在本文中，我们将介绍核壳结构的碳包覆Ni纳米材料的合成方法，并进行电磁性能分析。
二、实验方法
2.1合成方法
以PVP和Ni(NO3)2·6H2O为原料，制备Ni纳米粒子前驱体。将Ni纳米粒子前驱体和石墨烯氧化物（GO）经超声处理后，加入到碱性环境中进行还原，形成Ni/GO杂化物。将Ni/GO杂化物和蒽醌混合后加入到氯乙烯溶液中，进行共聚合，形成核壳结构的Ni@C纳米粒子。
2.2表征方法
采用透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等手段对合成的Ni@C纳米粒子进行表征。同时采用循环伏安仪和矢量网络分析仪对Ni@C纳米粒子的电磁性能进行测试。
三、结果与讨论
3.1结构表征
图1为TEM和SEM图像，可以看到，在Ni粒子的表面形成了一层厚约20-30nm的碳包覆层，核壳结构明显。XRD图谱显示，Ni@C纳米粒子呈现出典型的fcc结构，与Ni纳米粒子的XRD谱线几乎一致，表明其结构没有受到明显的影响。FTIR光谱表明，Ni@C纳米粒子表面的碳包覆层中存在氧化物官能团。
图1Ni@C纳米粒子的TEM和SEM图像以及XRD和FTIR谱线
3.2电磁性能测试
采用循环伏安法测试了Ni和Ni@C的电化学性质，如图2所示，可以发现Ni@C纳米粒子比Ni纳米粒子具有更好的电化学稳定性和导电性。
图2Ni和Ni@C纳米粒子的电化学性质
通过矢量网络分析仪测试了Ni@C纳米粒子在不同频率下的电磁性能，如图3所示，可以看出Ni@C的电磁波吸收性能显著，且最大吸收峰位于6.8GHz左右。
图3Ni@C纳米粒子在不同频率下的电磁性能
四、结论
本文成功合成了核壳结构碳包覆Ni纳米材料，表征结果显示其具有良好的结构和性能。Ni@C纳米粒子具有较好的电化学稳定性和导电性，并且具有显著的电磁波吸收性能，最大吸收峰位于6.8GHz。这一研究成果为Ni纳米粒子的应用提供了新的途径。