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碳包覆纳米金属氧化物材料(CEMONs)是一种新型的纳米碳/金属氧化物复合材料，其中纳米金属氧化物粒子作为核心，数层石墨片层有序地将其紧密围绕，形成核壳结构。由于碳包覆层的存在，可避免内部的纳米粒子受环境影响。针对目前碳包覆金属氧化物纳米材料制备中存在的产物纯度低、步骤复杂、形态结构不易控制和难以大量合成等缺点，本论文采用一种新型制备方法——共热解法，通过芳烃物质和有机金属化合物在中温下的共炭化热解制备CEMONs，该方法具有工艺路线简单、反应条件温和、产物组成均匀、结构易于控制及容易实现大量制备等特点。
本论文主要以间苯二酚为氧源和碳源、以二茂铁为金属源和碳源，采用共热解法制备碳包覆纳米金属氧化物。在详细考察制备工艺参数对CEMONs形成、转化及其形态结构影响的基础上，利用TEM，HREM，XRD，SEM，TG-DSC等测试分析手段研究了材料的形貌和结构，并与制备工艺相关联，实现材料的可控合成；阐明CEMONs的形成机理。
研究结果表明，以间苯二酚和二茂铁为原料，采用共热解法可以大量制备碳包覆纳米Fe3O4颗粒。在450℃的反应温度下，间苯二酚：二茂铁=10.0g：20.0g时，制备出纯度高的、具有明显核壳结构的碳包覆纳米Fe3O4颗粒。在450℃的反应温度下，提高二茂铁的量从50wt.％到75wt.％时，会使碳包覆颗粒内核中金属相从Fe3O4→α-Fe→Fe3C逐渐转变，同时内部压力升高，颗粒变小，包覆层厚度增加。保持间苯二酚和二茂铁比例恒定，随着反应温度的升高从430℃度到495℃度，内核中金属相也呈现Fe3O4→α-Fe→Fe3C转变。
通过原料组成、结构分析和合成工艺参数与产物形貌和结构的关系研究，推断出共热解法形成碳包覆纳米金属氧化物是基于Fe纳米颗粒对含氧芳烃分子的催化作用，以及Fe原子在催化芳香烃过程中与氧基团发生氧化物还原反应，而此过程是基于溶解-析出以及动力学平衡的机制。碳包覆纳米金属氧化物的形成需要两个必要因素：体系中有适当比例的铁纳米原子簇和含氧芳香烃，以及适中的反应活性。
本论文主要以间苯二酚为氧源和碳源、以二茂铁为金属源和碳源，采用共热解法制备碳包覆纳米金属氧化物。在详细考察制备工艺参数对CEMONs形成、转化及其形态结构影响的基础上，利用TEM，HREM，XRD，SEM，TG-DSC等测试分析手段研究了材料的形貌和结构，并与制备工艺相关联，实现材料的可控合成；阐明CEMONs的形成机理。
研究结果表明，以间苯二酚和二茂铁为原料，采用共热解法可以大量制备碳包覆纳米Fe3O4颗粒。在450℃的反应温度下，间苯二酚：二茂铁=10.0g：20.0g时，制备出纯度高的、具有明显核壳结构的碳包覆纳米Fe3O4颗粒。在450℃的反应温度下，提高二茂铁的量从50wt.％到75wt.％时，会使碳包覆颗粒内核中金属相从Fe3O4→α-Fe→Fe3C逐渐转变，同时内部压力升高，颗粒变小，包覆层厚度增加。保持间苯二酚和二茂铁比例恒定，随着反应温度的升高从430℃度到495℃度，内核中金属相也呈现Fe3O4→α-Fe→Fe3C转变。
通过原料组成、结构分析和合成工艺参数与产物形貌和结构的关系研究，推断出共热解法形成碳包覆纳米金属氧化物是基于Fe纳米颗粒对含氧芳烃分子的催化作用，以及Fe原子在催化芳香烃过程中与氧基团发生氧化物还原反应，而此过程是基于溶解-析出以及动力学平衡的机制。碳包覆纳米金属氧化物的形成需要两个必要因素：体系中有适当比例的铁纳米原子簇和含氧芳香烃，以及适中的反应活性。