利用盐辅助的空气净化技术处理爆炸产生的纳米钻石 邓静瑶（Jingyao Deng） 巴文静（Wenjing Ba） 毕晓宇（Xiaoyu Bi） 黄侯进（Houjin Huang）

《Materials》：Salt-Assisted Air-Purification of Detonation Nanodiamonds Jingyao Deng, Wenjing Ba, Xiaoyu Bi and Houjin Huang

　　

摘要

爆炸纳米金刚石（DNDs）的广泛应用受到表面涂层中非金刚石sp²碳杂质的限制。在这项研究中，开发了一种高效的盐辅助催化纯化策略，以实现sp²碳的选择性氧化去除。将DND黑粉与各种氯化物、碳酸盐和碳酸氢盐混合，并在空气中进行热处理，系统研究了阴离子和阳离子对纯化效率的影响。热重分析表明，所有测试的盐都显著降低了sp²碳的氧化起始温度，并表现出不同的催化趋势：对于阴离子，碳酸氢盐 > 碳酸盐 > 氯化物；对于阳离子，Cs⁺ ≈ K⁺ > Na⁺。其中，通过湿包裹方法引入的KHCO₃表现出最佳性能，使氧化温度降低了约160°C。此外，湿包裹过程有效抑制了纯化过程中的颗粒烧结和聚集，从而获得了平均粒径减小且分散性显著提高的纯化DNDs。机理研究表明，自由碱金属阳离子作为活性位点，通过协同的氧溢出-电子转移机制优先催化sp²碳的氧化。本研究为DND的纯化提供了一种高效且高度选择性的方法。所提出的盐辅助策略结合了催化氧化和分散控制，也为高性能纳米材料的制备提供了宝贵的见解。