一、萘和二茂铁共炭化制备纳米Fe/C材料的研究（论文文献综述）
吕丹丹[1]（2021）在《掺杂多孔碳基非贵金属电催化剂的设计及性能调控研究》文中认为氧还原反应（ORR）、析氢反应（HER）和析氧反应（OER）是可再生燃料电池、可充电金属-空气电池和电化学水裂解装置等绿色电化学能源存储和转化技术的核心反应。然而ORR和OER反应较为复杂、动力学缓慢、不能自发进行,都依赖于贵金属催化剂的催化作用,严重制约了绿色能源的产生和转化利用。基于此,合理的设计和开发非贵金属氧电催化剂是解决目前困境的最重要的途径。尽管一直都有最新的研究进展,但在碱性和酸性介质中合理设计和合成用于ORR和OER的非贵金属电催化剂,仍然是研究者们需要不断探索的关键问题。异质原子掺杂的碳基材料因其具有优异的导电性、多孔结构、良好的化学稳定性而得到了广泛关注,是一个很有前途的探索策略。因而本课题,以2,6-二乙酰基吡啶为前驱体通过组分调控,合成了具有独特成分组成和结构特点的异质原子掺杂多孔碳基催化剂材料,并具有优异的电催化功能活性。此外,本课题还利用理论计算探讨了催化剂的活性位点来源,解析了微观结构和催化活性的关系。主要内容如下:（1）以1,8-二氨基萘和2,6二乙酰基吡啶为反应物前驱体集合生成新型双亚胺基吡啶聚合物,以六水氯化铁为金属前驱体经过络合后进行热解制备了碳球状单原子分散的Fe-N-C催化剂。对该催化剂进行了一系列的物理表征和电化学活性测试。结果表明用该前驱体无模板或载体制备的Fe-N-C催化剂具有超高的比表面积（1790 m2/g）、高石墨化程度等优点。该Fe-N-C材料内部及表面高度分散有单原子Fe与N形成独特的Fe-N5配位结构。同时,该催化剂材料在0.5 M硫酸和0.1 M KOH中不仅表现出优异的ORR催化活性和选择性,还具有优异的OER催化性能。总的氧电催化活性为碱性介质中0.70 V和在酸性介质中为0.86 V。（2）以2,6-二乙酰基吡啶和3,3’-二氨基联苯胺为反应物前驱体,本工作探究了氯化钴、硝酸钴、乙酸钴三种钴前驱体与催化剂结构和性能的关系。通过热解制备了Co-N-C多功能电催化剂用于高效水分解和氧还原催化反应。结果表明Co-N结构和封装在N掺杂的碳基体中的金属钴纳米粒子具有很强的协同效应。钴离子源对最终的碳材料性能有显着影响。以乙酸钴为前驱体制备的Co-N-C催化剂具有良好的综合性能。这种优异的活性可归功于被包覆的金属态钴和Co-N基团之间的协同作用。研究还表明Co-Nx是ORR的十分有效的活性位点,而金属态的钴则对水分解反应具有巨大的活性贡献。（3）基于以上两个工作,又以2,6-二乙酰基吡啶和3,3’-二氨基联苯胺为反应物,按照不同Fe和Co摩尔比制备得到含铁-N和钴-N结构有机金属络合物。对络合物粉末进行热解及后处理得到FexCoyNC催化剂。探究了Fe和Co的比例对催化剂的结构以及性能的影响。本工作所制备的催化剂具有Fe以Fe-Nx结构的形式存在,Co则以少量的Co-Nx结构和多数的金属态Co两种状态存在。其中Fe:Co比例为1:5的催化剂（Fe1Co5NC）在酸性和碱性电解液中都具有最优的ORR性能。Fe1Co5NC组装的锌-空气电池,放电时的峰值能量密度达到了284 mW·cm-2。测试结果表明微量Fe原子可以显着提高Co-N-C催化剂的ORR催化活性。DFT计算同样辅助证明了Fe-N-C（含少量Co-Nx）层包裹Co金属纳米颗粒结构比单独使用Fe-N-C和金属态Co时具有更优的氧中间产物吸附能量势垒,即比他们单独作为催化时具有更高的ORR催化活性。（4）将2,6-二乙酰基吡啶和4,4’-二氨基二苯二硫醚为反应前驱体,六水合氯化钴为钴盐,得到了Co9S8包覆于氮、硫掺杂碳中（Co9S8@N,S-C）的催化材料。该催化剂具有丰富的大、中孔结构,具有高效的双功能氧电催化活性,其ORR半波电位达到了0.89 V,OER过电位仅304 mV,双功能电位差仅有0.647 V vs RHE。用Co9S8@N,S-C组装的可充放电锌-空气电池的测试表明:其最大输出功率密度为259 mW·cm-2,比容量为862m Ah·gZn-1。此外,Co9S8@N,S-C组装的Zn ABs具有比Pt/C+IrO2更高的稳定性。连续运行110 h后,充放电电压间隙仅略微增大约90 mV,往返效率仅降低4.83%（而Pt/C+IrO2降低了14.48%）。DFT计算表明N、S共掺杂的碳层和Co9S8调节彼此的费米能级,大大提高了材料的导电性,并使电子迅速转移到活性位点,制备的Co9S8@N,S-C催化剂实现了更优的吸附效果,比单独使用Co9S8具有更高的催化活性。（5）由于金属Fe和Co在催化过程中易发生金属的脱落,因而本工作又以2,6-二乙酰基吡啶、1,5-萘二胺和2,5-二硫二脲为氮、碳源和硫源,通过调节三个单体的摩尔比探究了非金属NS/C氧电双功电催化剂。当三个有机物的摩尔比为1:0.5:0.5时所得到的的NS/C催化剂在0.1 M KOH中具有最高的ORR和OER催化活性,ORR/OER双功能电位差仅有0.72 V vs RHE,远超过了商业Pt/C+IrO2。用该催化剂组装的可充放电锌-空电池测试结果显示,其提供的最大输出功率密度149 mW·cm-2,比容量可达769m Ah·gzn-1,且可以稳定的充放100小时后仅衰减28.36%,活性和稳定性远超过相同质量负载的Pt/C和IrO2（1:1 wt.%）混合催化剂组装的锌-空电池（衰减37.18%）。本工作的理论计算结果表明,NS/C的高活性主要来源于由特定的N和S掺杂所诱导的带有正电荷和自旋密度的C原子。
李亚男[2]（2021）在《聚合物衍生空心掺杂碳球的合成及氧还原电催化性能研究》文中研究表明随着世界经济的快速发展,传统化石能源已经无法满足可持续发展的要求。因此,开发清洁高效可持续的新能源已经成为当今社会关注和研究的热点。在这些新能源中,燃料电池由于转换效率高、清洁无污染、可持续等优点被认为是未来解决能源和环境污染问题的重要方式之一。燃料电池未得到大规模推广使用,这是由于燃料电池中许多技术问题尚未解决。其中燃料电池阴极氧还原反应（ORR）动力学缓慢,是整个电化学过程的控制步骤,需要高活性的催化剂催化反应发生。目前,燃料电池电极反应的商业化催化剂是铂基催化剂。然而,铂基催化剂由于价格昂贵、储量稀少、易中毒失活等缺点严重阻碍燃料电池的广泛使用。因此,开发低价格、高储存量、高活性的非贵金属催化剂是解决ORR动力学缓慢最有效的方法之一,也是实现燃料电池商业化应用最有希望的策略之一。本文以表面开孔的聚邻苯二胺（PoPD）空心球为碳源和氮源,通过杂元素、过渡金属掺杂以及过渡金属氧化物复合等方式来提高催化剂的活性和循环稳定性。论文主要内容和结果如下:（1）选择含氮量较高的PoPD空心球作为前驱体,直接炭化合成表面开孔的氮掺杂空心碳球（N-Carbon）,并且研究不同炭化温度得到的N-Carbon对ORR电催化性能的影响。通过扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）分析材料的形貌,傅立叶红外光谱仪、粉末X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）和氮气吸脱附曲线证明N-Carbon材料的成功合成以及不同温度得到N-Carbon的性质（如石墨化程度、键合状态、比表面积和孔径）,并且通过测试材料的循环伏安曲线和线性扫描曲线研究N-Carbon材料的电催化性能。结果表明炭化温度为900℃时,N-Carbon具有完整的形貌和良好的分散性,并表现出最佳的ORR催化活性。（2）在第一部分的基础上引入磷元素,在磷源存在下炭化PoPD表面开孔空心球合成表面开孔的磷、氮共掺杂空心碳球（P,N-Carbon）,研究不同磷源（NaH2PO2、H3PO4、植酸（PA））合成P,N-Carbon形貌和电催化性能的差异以及引起这些差异的原因。通过SEM和TEM分析材料的形貌,XRD、拉曼光谱证明P,N-Carbon材料的成功合成,经电催化测试得到,在碱性介质下P,N-Carbon-PA具有较高的活性,其半波电位和循环稳定性都优于商业化Pt/C。用XPS和密度泛函理论（DFT）阐明了杂元素掺杂引起ORR高催化活性的原因。（3）在第一部分的基础上引入铁元素,通过控制铁源的加入顺序合成具有高活性的表面开孔的铁、氮共掺杂空心碳球（Fe,N-Carbon）。在合成PoPD的过程中加入Fe（NO3）3·9H2O,通过调控Fe（NO3）3.9H2O的加入量来保证材料具有表面开孔的空心球结构,随后在900℃氮气保护下炭化得到Fe,N-Carbon-1。在合成PoPD后加入铁源Fe（N〇3）3·9H2O,先合成表面具有开孔结构的PoPD空心球,加入Fe（NO3）3·9H2O后在900℃氮气保护下炭化得到Fe,N-Carbon-2。通过SEM和TEM分析材料的形貌,XPS与同步辐射表征材料的键合状态与Fe的价态,氮气吸脱附曲线研究材料的比表面积和孔径大小。通过电化学测试发现在碱性条件下Fe,N-Carbon-2具有更高的ORR催化活性,并且Fe,N-Carbon-2表现出比Pt/C更优异的稳定性。（4）在P,N-Carbon和Fe,N-Carbon的基础上,利用PoPD表面开孔空心球、Fe（NO3）3和PA为原料构筑磷化铁和氮共掺杂碳（FeP,N-Carbon）表面开孔空心球和铁、磷、氮共掺杂碳（Fe,P,N-Carbon）表面开孔空心球。首先合成PoPD表面开孔空心球,在Fe（NO3）3和PA存在下煅烧PoPD表面开孔空心球获得FeP,N-Carbon。先在Fe（NO3）3存在下煅烧PoPD表面开孔空心球得到Fe,N-Carbon,再在PA存在下进行另一个周期的煅烧合成Fe,P,N-Carbon。通过SEM、TEM、高分辨透射显微镜（HRTEM）和能量色散X射线（EDS）谱来验证材料的形貌结构,XRD、拉曼、XPS和氮气吸脱附曲线证明材料的成功合成以及结构特征。经电催化测试发现,Fe,P,N-Carbon具有较高的ORR催化活性,其半波电位（0.90 V）和极限电流密度（5.82mA cm-2）优于FeP,N-Carbon,合成催化剂的循环稳定性优于Pt/C。结果表明,Fe,P,N-Carbon是一种高效的非贵金属ORR电催化剂。（5）在PoPD和前四部分得到的掺杂碳材料上负载活性较高的锰氧化物,炭化后形成掺杂碳和氧化亚锰（MnO）复合材料。以PoPD为前驱体,利用PoPD和KMnO4之间的氧化还原反应形成MnO2/PoPD/MnO2复合材料,直接炭化得到Mn〇/N-Carbon/MnO复合材料。研究不同炭化温度对材料的形貌和催化性能的影响。通过TEM、粒径分析和电催化性能测试可知炭化温度为800℃时,材料中MnO的颗粒大小最适中且比表面积最大,表现出最佳的ORR电催化活性。其它复合材料以掺杂碳材料为前驱体,KMnO4与掺杂碳材料通过水热法得到MnO2与掺杂碳材料复合材料,800℃炭化使其形成MnO与掺杂碳复合材料。通过一系列表征证明材料的成功合成,并通过电化学测试表明MnO/Fe,P,N-Carbon/MnO表现出良好的ORR电催化活性。
刘彤,魏建斐,王锐[3]（2021）在《金属催化剂在聚合物降解成炭阻燃中的研究进展》文中进行了进一步梳理介绍了抗熔滴阻燃聚合物的研究现状,综述了金属催化剂在催化聚合物降解成炭方面的应用,主要包括铁系、钼系、镍系、锌系化合物及部分稀土材料等作为催化剂在聚合物阻燃中催化成炭抗熔滴的研究现状,尤其重点阐述了铁系催化剂的主要作用。最后,对金属催化剂在聚酯抗熔滴中的应用进行了展望。
郭永亮[4]（2021）在《含磷离子液体的制备与阻燃聚苯乙烯机理研究》文中认为聚苯乙烯（PS）作为一种典型的热塑性树脂具有高度的易燃性。燃烧过程中,PS释放大量的燃烧热,产生浓厚的烟雾并伴随严重的熔滴现象。目前聚苯乙烯阻燃方法主要包括使用纳米材料和膨胀阻燃体系（IFRs）。然而,纳米材料容易在聚苯乙烯基体中团聚,而膨胀阻燃剂也受到阻燃效率和对基体力学性能损害的困扰。因此,增强纳米材料与聚苯乙烯材料的界面相容性、提高膨胀体系阻燃效率以及缓解力学性能损害是科研和生产领域面临的重要问题。离子液体（IL）具有灵活的分子设计性以及与聚合物基体良好的界面相容性等优点,可有效解决上述问题。在本文中,分别尝试将含磷离子液体引入到纳米材料和膨胀阻燃体系,制备了离子液体修饰的杂化材料和三元膨胀阻燃体系,并进一步研究其对PS的阻燃行为模式。通过核磁共振仪（NMR）,傅里叶红外扫描（FTIR）,扫描电镜（SEM）,热重分析仪（TGA）等手段对IL的化学结构和热稳定性进行分析;利用极限氧指数仪（LOI）、垂直燃烧等级测试（UL-94）、微型量热仪（MCC）和锥形量热仪（CONE）测试了PS复合材料的燃烧行为和阻燃性能;使用X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射仪（XRD）、SEM、FTIR以及热重-红外联用仪（TG-FTIR）探索凝聚相和气相产物形貌和成分;运用旋转流变仪测试PS复合材料的流变学性能;使用万能拉伸机研究了离子液体对PS复合材料的力学性能影响。通过以上研究,本文力求为离子液体在阻燃聚苯乙烯的应用和高效阻燃体系的开发方面提供研究数据和理论依据。研究主要内容如下:1.选用1-乙烯基-3乙基咪唑四氟硼酸盐（[EVIm][BF4]）和1-乙烯基-3咪唑丙基磺酸酯（VIPS）为单体,分别在乙烯基聚倍半硅氧烷（POSS）表面原位聚合,制备了两种POSS-ILs杂化材料。通过熔融共混方式,分别将两种阻燃材料加入到PS树脂中制备了POSS-ILs/PS复合材料。测试结果表明,两种聚离子液体的修饰使PS在燃烧过程中的点燃时间分别延长了21和26s,燃烧早期（200s）的热释放总量较PS分别下降了29.7%和27.0%。此外,离子液体改善了POSS与基体的界面相容性,提高了PS材料的弯曲强度。2.选用丁基三苯基鏻为阳离子,螯合水杨酸硼酸酯为阴离子,制备了含磷离子液体[BTP][BSc B]。将[BTP][BSc B]与聚磷酸铵（APP）和膨胀石墨（EG）复配组合成三元膨胀阻燃体系（APP/EG/IL）,用于提高PS复合材料（APP/EG/IL/PS）的阻燃性能。测试结果表明:当APP/EG/IL总含量为15wt%时,APP/EG/IL/PS复合材料通过UL-94V0等级,极限氧指数达到26%,热释放速率和烟气产生速率峰值较PS分别下降了84.3%和74.2%;在燃烧过程中APP/EG/IL/PS产生了更早的膨胀现象。此外,流变学测试表明,APP/EG/IL/PS在相对较低温度下（251℃）建立了EG交联网络。3.选用丁基三苯基鏻为阳离子,分别使用苦杏仁酸、草酸、苹果酸制备了螯合硼酸酯为阴离子,继而得到三种含有不同阴离子的含磷螯合硼酸酯盐。将三种螯合硼酸酯盐分别与APP、EG复配组合成三元膨胀阻燃体系IFR/ILs。测试结果表明:当IFR/ILs含量为17wt%时,其中一种丁基三苯基鏻—螯合硼酸酯盐（[BTP][BMB]）使PS复合材料通过UL-94 V0等级,LOI达到27%。复合材料流变学结果表明,[BTP][BMB]使复合材料在较低温度（271℃）下建立了交联网络,展现了最好的阻燃能力。4.选用次磷酸铝（AP）和膨胀石墨为自膨胀体系,结合[BTP][BSc B]组成三元阻燃体系（AP/EG/IL）,尝试开发高效阻燃体系,同时揭示离子液体驱动膨胀体系对火焰快速响应行为的产生原因。测试结果表明,当AP/EG/IL添加含量为13wt%,AP/EG/IL/PS复合材料通过UL-94 V-1等级。AP/EG/IL/PS在燃烧过程中的热释放速率峰值,总热释放量和烟气总产生量较PS分别下降了72.5%,25.6%和28.3%。在燃烧过程中,[BTP][BScB]向气相释放了含磷物质,在凝聚相内降低了膨胀石墨在复合材料中的起始膨胀温度和拓宽了膨胀温度区间,使得自膨胀体系产生了更快的膨胀响应和更大尺寸的燃烧产物,从而产生快速膨胀和更早的保护响应。此外,IL改善了EG与基体的界面相容性,复合材料的拉伸强度从PS的23.5±0.2 Mpa提升到26.0±0.8 Mpa。
赵丽源[5]（2020）在《纳米炭的功能化及其多相催化应用》文中进行了进一步梳理纳米炭具有孔结构可控、耐酸/碱腐蚀及良好导热、导电等性质,被广泛应用于催化领域。基于炭材料表面碳原子共价成键的多样性及π电子共轭结构,纳米炭可通过共价键接枝、杂原子掺杂及非共价键作用将活性组分引入炭基体,从而实现纳米炭基催化剂的制备。针对特定的催化反应体系,纳米炭基催化剂的设计制备需考虑纳米炭的表面化学性质、孔结构及活性组分与炭基体的作用方式等因素,以保证催化剂在实际应用中呈现高的活性、选择性及良好的稳定性。本论文从纳米炭的功能化出发,针对特定催化反应的需求,分别制备了纳米炭共价键接枝、杂原子掺杂及非共价键复合催化剂,并评价了催化剂性能。主要内容如下:（1）纳米炭表面的共价接枝可用于手性分子催化剂的多相固载。以多孔纳米炭片为载体,通过重氮自由基加成策略结合“点击”化学及自由基聚合反应实现了金鸡纳碱类均相催化剂（奎尼定-脲、奎宁-方酰胺）的多相化应用。通过靛红亚胺、吡唑啉酮的不对称傅-克加成反应评价固载催化剂性能,结果表明催化剂奎宁环的乙烯基为最佳接枝位点,以此得到的多孔纳米炭片固载奎宁-方酰胺催化剂呈现“类均相”催化性能,反应产率及对映选择性分别达到94%及99%以上。固载催化剂具有良好的稳定性,通过5次循环实验后,产率及对映选择性依然保持在90%及98%的水平。本工作首次实现以纳米炭为载体的奎宁-方酰胺催化剂多相化,由于多孔纳米炭表面的相对化学惰性及其对有机底物的亲和性,其固载奎宁-方酰胺催化剂的性能优于二氧化硅及活性炭为载体的固载催化剂。（2）纳米炭的杂原子掺杂是另一种以共价键方式将活性位点引入炭基体的途径。基于原位掺杂理念,通过固相机械球磨及高温炭化,将谷氨酸（Glu）及硼酸（H3BO3）直接转化制备B、N共掺杂的多孔纳米炭。机械球磨促进Glu和H3BO3的充分接触,并增强了二者的相互作用,从而有利于B、N均匀分散于炭骨架中。最终纳米炭的B、N含量可分别达到7at.%和10 at.%的水平。H3BO3除了作为硼源,还具有自模板造孔作用,增加H3BO3/Glu的摩尔比,纳米炭的孔结构由微孔向介孔转变,比表面积高达940 m2/g。以CO2、环氧烷烃的环加成反应评价B、N共掺杂纳米炭的催化性能,结果表明其活性优于N掺杂炭及N掺杂炭/B4C混合催化剂,较优的活性归因于纳米炭中B、N位点的协同作用。B-N结构与催化活性的关联表明BN3是纳米炭中活化反应底物的关键活性物种。（3）纳米炭的非共价键修饰是一种相对简单的纳米炭功能化途径。通过浸渍法将金属卟啉分子与科琴黑导电炭进行非共价键复合,二者之间的π-π相互作用确保了电催化反应中高效的电子传输,明确的活性组分则有利于电催化性能的评价分析。以电催化CO2还原反应评价金属卟啉/科琴黑催化剂的性能。与铁卟啉及镍卟啉/科琴黑催化剂相比,钴卟啉/科琴黑催化剂呈现较优的CO2还原活性,CO法拉第效率达到92%（η=0.486V）,其性能优于钴卟啉的均相催化体系。基于金属卟啉分子结构多样性,合成了氨基取代的钴卟啉,其对应的复合催化剂具有更高的活性及稳定性。炭载体孔结构对CO2还原性能影响的研究结果表明,高的比表面积及开放的孔道有利于分散钴卟啉分子,从而呈现更高的活性位利用率。钴卟啉与科琴黑作用方式的不同也会影响CO2的还原性能,非共价键作用得到的催化剂比共价键接枝催化剂呈现更高的CO法拉第效率及电流密度,这种弱的化学作用保留了炭载体原有的导电网络,从而使炭载体向活性位进行有效的电子传输。恒电位测试了单氨基取代钴卟啉分子不同负载量的CO2还原性能,结果表明Co含量为0.04%时TOFCo达到1841h-1,在更高电位（-0.896V）下,其TOFCo甚至达到4990 h-1。
刘玉涵[6]（2020）在《中空纳米炭材料的可控制备及电催化性能的研究》文中研究指明氧气还原反应（ORR）是燃料电池中重要的电化学反应之一,但因其动力学过程缓慢,需要催化剂参与来加速其反应过程,因此高性能催化剂的开发已经成为燃料电池商业化应用的关键控制性因素。中空纳米炭材料通常具有高比表面积、丰富孔结构、以及活性位点可调控等特点,目前被公认为是制备低成本高活性的氧还原电催化剂的优选材料之一。本文首先以聚苯胺为炭源和氮源,采用可控炭化和氨气活化法,成功制备出掺氮碳纳米管催化剂。掺氮碳纳米管为长度约在1-3 μm,直径约在130-170 nm的上端开口形貌。针对聚苯胺前驱体的中空结构特点,在制备过程中引入过渡族金属铁,制备出铁氮物种掺杂的分级多孔碳纳米管催化剂,其具有较高的比表面积（1038.8 m2/g）以及丰富的微孔（0.37 cm3/g）和介孔（0.13 cm3/g）结构,并且显示出优异的ORR活性（碱性体系半波电位:0.91V vs RHE酸性体系半波电位:0.78 V vs RHE）。其次,为了进一步增加铁氮共掺杂炭材料的活性位点的密度,以自制的掺氮聚苯胺基碳纳米管为原料,二茂铁为改性剂,采用固相热迁移法成功制备出活性增强型催化剂。与液相反应体系相比,固相合成体系制备的催化剂能够更好的保持催化剂的纳米管形貌,且能有效避免金属粒子发生团聚,该催化剂在碱性体系下半波电位达到0.87V（vs RHE）,具有高于商业Pt/C的耐久性和抗甲醇中毒性能。XPS结果表明催化剂中含有丰富的pyridinic-N,graphitic-N以及Fe-Nx活性位点,这是其催化性能增强的原因。提出的固相合成方法操作简单,无需酸洗等后处理过程,可实现批量制备。该方法对设计过渡金属-氮-碳催化剂具有一定的指导作用。最后,为探究铁氮物种和纳米碳中空结构对催化剂氧还原活性的影响,选用商业炭黑为原材料,采用水热-氨活化两步法成功制备了铁氮共掺杂中空炭微球。得到催化剂在碱性体系下半波电位达到0.9 V（vs RHE）,具有优异的耐久性和抗甲醇中毒能力。以该催化剂组装形成的锌空电池具有超过Pt/C的最大功率密度（173.7 mW cm-2）,同时具有较高的比容量（787.5 mAh g-1）和比能量密度（945 Wh kg-1）。XAS测试结果证实了催化剂具有一个Fe原子与四个N原子相连锚定在弯曲炭壳表面形成了Fe-N4-C8的结构。通过密度泛函理论计算,得到锚定在弯曲炭层上的Fe-N4活性位点的正向移动的d带中心和活性Fe位点的表面电荷的增加是催化剂氧还原性能显着提高的原因。
李雪琪[7]（2020）在《碳包覆纳米坡莫合金的爆轰合成研究》文中研究说明随着科学技术的发展,人们对材料性能的要求日益增加。坡莫合金作为重要的软磁材料,在众多领域有着广泛的应用,但是纳米坡莫合金在空气当中无法稳定存在,限制了其应用范围。科学家们提出了用碳层包覆解决该问题的方法,碳包覆纳米坡莫合金结合了碳包覆金属纳米材料与合金材料的优点,有着区别于传统材料的巨大优势。用来制备碳包覆纳米金属材料的方法有很多,其中较为典型的有:高压电弧放电法（Arc）、化学气相沉积法（CVD）、热解法等。上述方法在碳包覆纳米材料的合成、研究方面取得了巨大的成就,但是这些方法普遍存在耗能高、仪器设备价值昂贵、无法连续合成、副产物难以分离、经济性差等问题,工业化生产前景较差,限制了碳包覆材料的实际应用。爆轰法作为一种合成方法,已经广泛用于纳米材料的合成,其中爆轰法合成纳米金刚石已经成功实现工业化生产,爆轰法具有反应速度快、耗能低、工艺参数简单、可大规模生产、经济性好的优点。本文分别利用炸药爆轰法与气相爆轰法进行了碳包覆纳米坡莫合金制备研究,从实验分析、性能检测、理论计算等多方面对炸药爆轰法和气相爆轰法合成碳包覆纳米合金材料进行了研究和讨论。采用现代化检验测试手段X-射线衍射仪（XRD）、具有EDS能谱的透射电子显微镜（TEM）、拉曼光谱仪（Raman）等,对材料的微观形貌及物相组成进行了表征研究;采用了震动样品磁强计（VSM）、矢量网格分析仪等对爆轰产物的软磁性能和吸波性能进行了研究。对炸药和气相爆轰合成分别利用数值模拟计算其爆轰参数,并利用高速摄影验证了计算的准确性;进而结合合金相图深入探讨了爆轰法合成碳包覆纳米合金材料的合成机理。主要取得以下成果:1)使用廉价易得的硝酸盐类作为金属的核心供体,分别采用乙醇和萘作为碳源,调整自制炸药成分,在炸药爆轰的驱动下,在爆轰压力容器中成功合成了成分均匀、核壳结构完整的碳包覆纳米坡莫合金。对所合成样品的研究表明,在炸药爆轰产物中出现少量的由碰撞导致的颗粒团聚与长大现象;纳米粒子金属核心的直径随着镍元素含量的增加而增大,碳壳层的厚度正比于前驱体中碳元素的含量。碳包覆纳米坡莫合金在室温下具有良好的超顺磁性,并且具有优良的电磁波吸收效应;碳层的包覆使纳米坡莫合金更易于表面改性,便于与高聚物均匀混合,是良好的电磁波吸收涂层材料。2)对于炸药爆轰合成,采用BKW状态方程与吉布斯最小自由能原理相结合,并且耦合合成产物的固体方程,根据爆轰的ZND模型,实现了对碳包覆纳米材料炸药爆轰合成参数的数值计算。以爆轰合成参数的计算结果为依据,结合碳金属二元合金相图对爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金的机理进行了探讨。纳米坡莫合金的包覆层中的完整石墨层,一部分是来源于爆轰波后生成的活性炭簇,在铁、镍元素的催化下形成的;另一部分则源自于金属内部析出,即降温降压时金属溶碳量下降,会析出的高度石墨化的碳层;非球型的碳包纳米合金粒子来源于合金进入固相后的粒子碰撞聚合,来不及生长成为等轴晶粒而遗留下的。3)采用预加温汽化金属有机物的方式,分别利用氢氧爆源与乙炔氧爆源在气相爆轰管中成功合成出超细碳包覆纳米坡莫合金、碳包覆纳米超坡莫合金、碳包覆纳米铜铁合金。合成产物整体形貌相似,具有紧密的核壳结构,粒径为10nm左右,粒径分布均匀,为鲜有局部团聚现象的超细纳米颗粒。铜铁合金在铁原子占比30%时即出现完整的石墨包覆层;对碳包覆铁镍钼三元超坡莫合金的实验表明,Mo元素以稳定碳化物形式存在,不利于改善软磁性能,说明合成碳包覆超坡莫合金时应选用Cu掺杂。4)针对气相爆轰合成的参数计算的特殊问题,推导出混合有固体颗粒物的理想气体状态方程,并考虑初始压力、温度对爆轰参数的影响,以C-J爆轰理论建立气相爆轰合成理论模型并编程计算,并以高速摄影实验测量爆速进行了验证。对于文中气相爆轰实验工况进行爆轰参数的计算表明,爆轰合成温度在铁的沸点（2750℃）以上碳沸点（4827℃）以下。与固相炸药爆轰合成相比较,由于爆轰合成时金属处于气态并且空间含量很低,所以更易于形成超细纳米粒子。
何任岳[8]（2019）在《有机物热解制备炭纳米材料及其电化学性能研究》文中进行了进一步梳理炭基纳米材料由于其低廉的生产加工成本,优异的导电性和力学性能,且具有大比表面积和可修饰性的特点,一向是学界研究的热点。本课题首先采用硝酸镍和吡啶作为原料制备出Ni（C5H5N）4络合物,随后分别利用封管热解法和常压热解法制备出掺氮炭纳米管。通过对制备工艺参数的考察,我们发现,采用封管热解法,在600-900℃范围内,10℃ min-1升温至700℃恒温12 h可以制备出氮掺杂含量2.31%的炭纳米管,平均管径25.6 nm,平均内径12.2nm;采用常压热解法,10℃ min-1升温至900℃恒温8 h可以制备出氮掺杂含量0.82%的炭纳米管,平均管径25.9 nm,平均内径13.9nm。研究发现,前驱体在热解过程中会释放出大量的气态有机小分子,由于封管条件下的封闭环境可以促进小分子碳源的气相化学沉积作用,所以封管法较常压热解法能更好制备高品质的掺氮炭纳米管。电化学测试显示,在50和500 mA g-1的电流密度下,700℃下封管炭化12小时后所得到的炭纳米管均呈现出容量上涨的现象,循环100次后比容量仍可维持在683.5 mAh g-1和437.1 mAh g-1;900℃下常压炭化8小时后所得到的炭纳米管循环100次后比容量保持在471.6 mAh g-1 和 357.7 mAh g-1。此外,我们还利用注射热解法,以二茂铁的苯溶液作为前驱体,制备了一种具有独特结构的海胆状炭纤维,并进一步考察了制备工艺参数对样品形貌结构的影响。通过实验得到其最优的制备工艺参数为:炭化温度为1050℃,采用噻吩作为助催剂,助催剂浓度为S/Fe原子比0.5,反应时间0.5 h,二茂铁浓度范围为（0.025-0.1 g/ml）,此时炭化收率最大可达47.6%。通过对比苯、吡啶、二氯甲烷作为溶剂在注射热解法下制备的炭化产物,结果表明,苯作为溶剂能形成独特的海胆炭结构,而其余两种溶剂的炭化产物则为铁炭复合球。对不同二茂铁浓度下制备得到的海胆炭进行电化学表征,在50 mAg-1的电流密度下,0.025 g/ml,0.05 g/ml,0.1 g/ml三种浓度对应海胆炭比容量循环100次后维持在368.7 mAh g-1,218.5 mAh g-1,273.5 mAh g-1;在1 Ag-1的电流密度下,循环100次后比容量为320.1 mAh g-1,191.4 mAh g-1,286 mAh g-1,这也说明材料具有较好的倍率性能和优异的循环稳定性。本研究基于封管热解法和注射热解法,成功制备了掺氮炭纳米管和海胆状炭纤维,并且详细探讨了有机物热解过程中的工艺参数对炭化产物形貌影响,对丰富炭材料的制备工艺具有重要指导意义。
付伯承[9]（2010）在《碳包覆纳米四氧化三铁颗粒的合成与结构研究》文中进行了进一步梳理碳包覆纳米金属氧化物材料（Carbon-encapsulated metal oxide nanoparticles,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。
郁军[10]（2010）在《沥青基碳及其复合材料制备与性能研究》文中认为纳米金属/碳复合材料是一种新型碳功能材料,由于其独特的结构和性能,有望在高密度磁记录材料、氧化还原催化剂和生物医用材料等方面获得广泛应用。碳纤维及其水泥复合材料,除了具有优越的力学性能,还具有良好的导电性,在结构健康监测和电磁波屏蔽等方面有着广泛的应用前景。作为重油加工过程副产物的脱油沥青是碳含量很高的复杂混合物,用其作原料制取高性能碳及其复合材料,可为扩展传统石油加工过程的产品链并实现资源的综合利用提供新途径。本论文创新性的采用了以脱油沥青（DOA）为碳源,利用低温热解法和真空热处理法合成纳米金属/碳复合材料,研究了不同反应条件下产物的形成规律,对其磁性能进行了测试分析,重点讨论了碳包覆金属纳米颗粒的生长过程,并提出可能的形成机理;论文同时以化学气相沉积（CVD）法制备的气相生长碳纤维（VGCFs）作功能相,制备了VGCFs水泥复合材料,研究了VGCFs的制备和分散工艺、VGCFs水泥基复合材料的力学性能和电学性能,着重探讨了其导电机理。主要研究结果如下:1.通过低温热解DOA和二茂铁的混合物合成了纳米铁/碳复合材料。结果表明,在450℃的反应温度下,随着二茂铁添加量的增加（10 wt.%至30wt.%）,产物的形貌由碳包覆纳米铁颗粒,逐渐向生成碳包覆纳米铁棒的方向发展,包覆结构的金属核主要是单质α-Fe相,形成的碳基本为无定型结构;碳包覆纳米铁颗粒的形成是基于一定压力下,气液两相催化热缩聚的原理,铁纳米颗粒对于芳烃分子的催化作用是基于溶解析出机制。碳包覆铁纳米颗粒在1100℃进行真空热处理后,颗粒尺寸变大,碳壳层由无定型结构转化为类石墨化结构。磁性能研究表明,碳包覆铁纳米颗粒以及炭化产物,都具有较高的矫顽力和较小的矩磁比值,呈现出一定的铁磁性和顺磁性的综合磁性能。2.以DOA为原料、二茂铁为催化剂,采用CVD法制备出直径分布在500nm1.5μm之间、呈中空结构的VGCFs;没有催化剂参与反应时,形成了直径大约为12μm的碳微球（CMSs）;伴随VGCFs和CMSs的形成有大量DOA焦渣残留。3.以DOA基CMSs或DOA焦渣为碳源,微米镍粉为金属源,通过真空热处理法,合成了微纳米金属/碳复合材料。结果表明,CMSs与镍粉混合球磨6h并1600℃真空热处理的产物为碳包覆微米镍金属颗粒,粒径200400nm范围的金属颗粒被30100nm的碳层包覆着,碳层的石墨化程度较高,内包金属为单质镍;DOA焦渣与镍粉经1800℃2000℃真空热处理合成了粒径1030nm的内包镍纳米碳洋葱,产物为核壳结构,内核为纳米镍金属颗粒,表面包覆约5nm的碳层,包覆碳层晶化程度较高,两种产物石墨化碳层的形成归因于Ni3C的形成和分解。磁性能研究表明,两种镍/碳复合材料都具有较小的矫顽力和矩磁比值,呈现出一定的超顺磁性能,属于软磁性材料。4.通过硬化试件电阻测试法和硬化试件断面形貌法,从VGCFs水泥复合材料的电阻率及其变异系数和试件断面扫描电镜形貌等几个方面着手,对三种制备工艺下VGCFs在水泥基复合材料中的分散性进行的研究表明,预分散法的效果最好,干混法与湿混法较差。5.采用上述预分散工艺制备不同VGCFs掺量的水泥基复合材料。结果表明,低含量VGCFs的水泥基材料具有优异的力学性能和电学性能。在00.6% VGCFs的掺量范围内,随着VGCFs掺量的增加,水泥基复合材料的电阻率逐渐减小,抗压强度逐渐增大。当VGCFs掺量为0.4%时,电阻率降低两个数量级,从3.25×105?cm降为1.49×103?cm,抗压强度提高28.8%,为最佳掺量。VGCFs水泥复合材料的导电性缘于VGCFs的电子导电和空穴导电,遵循隧道效应机制。本研究为碳及其复合材料的研究提供了新的思路,对于碳功能复合材料的大量制备、促进其实际应用,以及扩展传统石油加工的产品链,实现资源综合利用都具有十分重要的理论和实际意义。
二、萘和二茂铁共炭化制备纳米Fe/C材料的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、萘和二茂铁共炭化制备纳米Fe/C材料的研究（论文提纲范文）
（1）掺杂多孔碳基非贵金属电催化剂的设计及性能调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电化学能量转化装置 |
| 1.2.1 质子交换膜燃料电池简介 |
| 1.2.2 锌-空气电池简介 |
| 1.3 氧还原和析氧反应催化剂研究进展 |
| 1.3.1 氧还原反应机理 |
| 1.3.2 贵金属氧还原催化剂研究进展 |
| 1.3.3 非贵金属氧还原催化剂研究进展 |
| 1.3.4 析氧反应机理 |
| 1.3.5 贵金属析氧催化剂研究进展 |
| 1.3.6 非贵金属析氧催化剂研究进展 |
| 1.3.7 氧电双功能催化剂研究进展 |
| 1.4 本课题的选题意义和主要研究内容 |
| 1.4.1 本课题的选题意义 |
| 1.4.2 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 单原子Fe-N-C纳米球作为高效的非贵金属双功能氧电催化剂 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验所需药品 |
| 2.2.2 Fe-N-C催化剂的合成 |
| 2.2.3 材料制备和表征所用到的仪器设备 |
| 2.2.4 电化学活性测试方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 Fe-N-C纳米球材料的合成与结构分析 |
| 2.3.2.Fe-N-C纳米球催化剂的ORR和OER的催化性能分析 |
| 2.3.3 Fe-N-C纳米球催化剂活性位点的探究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 高效Co-N-C多功能电催化剂用于水分解和氧还原反应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验所需药品 |
| 3.2.2 Co-N-C催化剂的合成 |
| 3.2.3 物理表征仪器和方法 |
| 3.2.4 电化学表征方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Co-N-C催化剂的合成与特性分析 |
| 3.3.2 Co-N-C催化剂的水裂解和ORR催化性能分析 |
| 3.3.3 Co-N-C水分解和ORR催化剂活性位点的探究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Co@Fe-N-C材料作为锌-空气电池的高效氧还原电催化剂的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验所需药品 |
| 4.2.2 Fe_xCo_yNC催化剂的合成 |
| 4.2.3 物理表征仪器设备 |
| 4.2.4 电化学测试方法 |
| 4.2.5 自制锌-空气电池测试 |
| 4.2.6 密度泛函理论DFT计算方法及其所用软件 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Fe_xCo_yNC催化剂的制备和物理结构特性表征分析 |
| 4.3.2 Fe_xCo_yNC样品的ORR活性和碱性锌-空电池性能分析 |
| 4.3.3 Fe_xCo_yNC催化剂活性来源的理论计算分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 N,S 共掺杂石墨碳包裹Co_9S_8纳米颗粒作为可充放锌-空气电池双功能氧电催化剂 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验所需药品 |
| 5.2.2 催化剂的制备 |
| 5.2.3 物理表征仪器设备 |
| 5.2.4 电化学测试方法 |
| 5.2.5 自制锌空气电池测试 |
| 5.2.6 密度泛函理论DFT计算方法及其所用软件 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Co_9S_8@N,S-C催化剂的合成及理化表征分析 |
| 5.3.2 Co_9S_8@N,S-C催化剂电化学活性分析 |
| 5.3.3 Co_9S_8@N,S-C催化剂活性的理论计算分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 无金属N,S共掺杂碳材料作为可充电锌-空气电池高效双功能氧电催化剂 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验所需药品 |
| 6.2.2 N、S共掺杂碳的制备 |
| 6.2.3 物理表征仪器和方法 |
| 6.2.4 电化学测量方法 |
| 6.2.5 自制锌空气电池的制作和测试方法 |
| 6.2.6 密度泛函理论计算方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 NS-C催化剂的合成与结构分析 |
| 6.3.2 ORR、OER和锌-空气电池的电化学性能分析 |
| 6.3.3 DFT计算阐明N、S 共掺杂碳的ORR/OER活性位点 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文专利情况 |
（2）聚合物衍生空心掺杂碳球的合成及氧还原电催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 燃料电池简介 |
| 1.2.1 燃料电池的工作原理 |
| 1.2.2 燃料电池的应用 |
| 1.3 阴极氧还原反应(ORR) |
| 1.4 燃料电池阴极ORR催化剂 |
| 1.4.1 Pt及Pt基催化剂 |
| 1.4.2 碳基催化剂 |
| 1.4.2.1 单元素掺杂碳基催化剂 |
| 1.4.2.2 双/多杂元素掺杂碳基催化剂 |
| 1.4.3 过渡金属催化剂 |
| 1.4.3.1 过渡金属碳化物催化剂 |
| 1.4.3.2 过渡金属氮化物催化剂 |
| 1.4.3.3 过渡金属磷化物催化剂 |
| 1.4.3.4 过渡金属硫化物催化剂 |
| 1.4.3.5 过渡金属氧化物催化剂 |
| 1.4.3.6 金属有机框架(MOF)催化剂 |
| 1.5 本论文的选题意义及研究内容 |
| 1.5.1 论文选题意义 |
| 1.5.2 论文主要研究内容 |
| 1.5.3 论文主要创新点 |
| 第2章 氮掺杂空心碳球的合成及其ORR电催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 N-Carbon材料的制备 |
| 2.2.4 N-Carbon的表征 |
| 2.2.5 N-Carbon的电催化性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 N-Carbon的形成机理 |
| 2.3.2 N-Carbon的表征 |
| 2.3.3 N-Carbon的电催化性能测试 |
| 2.3.4 N-Carbon的循环稳定性测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 氮、磷共掺杂空心碳球的合成及其ORR电催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 P,N-Carbon的制备 |
| 3.2.4 P,N-Carbon的表征 |
| 3.2.5 P,N-Carbon的电催化性能测试 |
| 3.2.6 密度泛函理论(DFT)计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 P,N-Carbon的形成机理 |
| 3.3.2 P,N-Carbon的表征 |
| 3.3.3 P,N-Carbon的电催化性能测试 |
| 3.3.4 P,N-Carbon的循环稳定性测试 |
| 3.3.5 DFT理论计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 氮、铁共掺杂空心碳球的合成及其ORR电催化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 Fe,N-Carbon的制备 |
| 4.2.4 Fe,N-Carbon的表征 |
| 4.2.5 Fe,N-Carbon的电催化性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Fe,N-Carbon的形成机理 |
| 4.3.2 Fe,N-Carbon的表征 |
| 4.3.3 Fe,N-Carbon的电催化性能测试 |
| 4.3.4 Fe,N-Carbon的循环稳定性测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 氮、磷、铁共掺杂空心碳球的合成及其ORR电催化性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方案 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 实验仪器 |
| 5.2.3 FeP,N-Carbon和Fe,P,N-Carbon的制备 |
| 5.2.4 FeP,N-Carbon和Fe,P,N-Carbon的表征 |
| 5.2.5 FeP,N-Carbon和Fe,P,N-Carbon的电催化性能测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 FeP,N-Carbon和Fe,P,N-Carbon的形成机理 |
| 5.3.2 FeP,N-Carbon和Fe,P,N-Carbon的表征 |
| 5.3.3 FeP,N-Carbon和Fe,P,N-Carbon的电催化性能测试 |
| 5.3.4 FeP,N-Carbon和Fe,P,N-Carbon的循环稳定性测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 氮、磷、铁共掺杂空心碳球/MnO复合材料的合成及其ORR电催化性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验 |
| 6.2.1 实验试剂 |
| 6.2.2 实验仪器 |
| 6.2.3 材料的制备 |
| 6.2.4 材料的表征 |
| 6.2.5 材料的电催化性能测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 材料的合成机理 |
| 6.3.2 材料的表征 |
| 6.3.3 材料的电催化性能测试 |
| 6.3.4 材料的循环稳定性测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 致谢 |
（3）金属催化剂在聚合物降解成炭阻燃中的研究进展（论文提纲范文）
| 0前言 |
| 1 抗熔滴阻燃聚合物的研究现状 |
| 1.1 共混法 |
| 1.2 共聚法 |
| 1.3 后整理阻燃改性法 |
| 2 金属催化剂催化成炭研究现状及发展趋势 |
| 2.1 铁系化合物 |
| 2.1.1 二茂铁及其衍生物 |
| 2.1.2 Fe2O3 |
| 2.1.3 铁基蒙脱石/土 |
| 2.1.4 其他铁系/铁基催化剂 |
| 2.2 钼系化合物 |
| 2.2.1 MoS2 |
| 2.2.2 MoO3 |
| 2.3 镍系化合物 |
| 2.4 锌系化合物 |
| 2.5 稀土材料 |
| 3 结语 |
（4）含磷离子液体的制备与阻燃聚苯乙烯机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 聚合物阻燃技术简介 |
| 1.2.1 聚合物燃烧特点及聚合物阻燃研究方法 |
| 1.2.2 聚合物阻燃研究进展 |
| 1.2.3 聚合物阻燃研究小结 |
| 1.3 聚苯乙烯燃烧特点及阻燃策略分析 |
| 1.3.1 聚苯乙烯燃烧特点及火灾威胁 |
| 1.3.2 聚苯乙烯阻燃策略分析 |
| 1.4 聚苯乙烯阻燃研究现状 |
| 1.4.1 纳米材料阻燃聚苯乙烯研究进展 |
| 1.4.2 膨胀体系阻燃聚苯乙烯研究进展 |
| 1.4.3 有机阻燃聚苯乙烯研究 |
| 1.4.4 聚苯乙烯泡沫阻燃研究 |
| 1.4.5 聚苯乙烯阻燃研究小结 |
| 1.5 离子液体阻燃聚合物研究进展 |
| 1.5.1 离子液体的固化行为对阻燃性能影响 |
| 1.5.2 离子液体提高聚合物材料阻燃性能研究 |
| 1.5.3 .离子液体协同无机材料阻燃聚合物研究 |
| 1.5.4 离子液体阻燃聚合物研究小结 |
| 1.6 课题内容及意义 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 研究意义 |
| 第二章 聚离子液体修饰笼状硅氧烷提高聚苯乙烯火灾安全性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验药品 |
| 2.2.2 乙烯基笼型聚倍半硅氧烷(Vinyl POSS)的制备 |
| 2.2.3 杂化体POSS-VIPSP的制备 |
| 2.2.4 杂化体POSS-EVIM的制备 |
| 2.2.5 POSS-ILs/PS复合材料的制备 |
| 2.3 检测与表征方法 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 POSS-EVIM杂化体的化学结构表征 |
| 2.4.2 POSS-VIPSP杂化体的化学结构表征 |
| 2.4.3 POSS-ILs杂化体形貌表征 |
| 2.4.4 POSS-ILs杂化体的XRD分析 |
| 2.4.5 POSS-ILs杂化体热稳定性分析 |
| 2.4.6 POSS-ILs/PS热稳定性分析 |
| 2.4.7 POSS-ILs/PS微型量热仪和极限氧指数测试 |
| 2.4.8 POSS-ILs/PS锥形量热仪测试 |
| 2.4.9 POSS-ILs/PS燃烧残余物形貌分析 |
| 2.4.10 POSS-ILs/PS燃烧产物拉曼分析 |
| 2.4.11 POSS-ILs/PS机械性能分析 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 离子液体驱动自膨胀体系的快速响应行为高效阻燃聚苯乙烯研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验药品 |
| 3.2.2 丁基三苯基鏻溴盐的合成([BTP]Br) |
| 3.2.3 双水杨酸螯合硼酸酯锂盐的合成(Li[BSc B]) |
| 3.2.4 丁基三苯基鏻-螯合硼酸酯离子液体的合成([BTP][BSc B]) |
| 3.2.5 APP/EG/IL/PS复合材料的制备 |
| 3.3 检测与表征方法 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 [BTP][BSc B]化学结构和热稳定性表征 |
| 3.4.2 APP/EG/IL/PS热稳定性分析 |
| 3.4.3 APP/EG/IL/PS极限氧指数和垂直燃烧测试 |
| 3.4.4 APP/EG/IL/PS锥形量热仪测试 |
| 3.4.5 APP/EG/IL/PS燃烧炭层形貌表征 |
| 3.4.6 APP/EG/IL/PS燃烧炭层化学成分分析 |
| 3.4.7 APP/EG/IL/PS燃烧产物拉曼分析 |
| 3.4.8 APP/EG/IL/PS热裂解气相产物分析 |
| 3.4.9 APP/EG/IL/PS流变性能分析 |
| 3.4.10 APP/EG/IL/PS阻燃机理 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 不同阴离子的螯合硼酸酯高温熔盐对自膨胀阻燃聚苯乙烯影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验药品 |
| 4.2.2 丁基三苯基鏻溴盐的合成([BTP]Br) |
| 4.2.3 双丙二酸螯合硼酸酯锂盐的合成(Li[BMLB]) |
| 4.2.4 双草酸螯合硼酸酯锂盐的合成(Li[BOB]) |
| 4.2.5 双苦杏仁酸螯合硼酸酯锂盐的合成(Li[BMB]) |
| 4.2.6 丁基三苯基鏻-螯合硼酸酯盐的制备 |
| 4.2.7 IFR/ILs/PS复合材料的制备 |
| 4.3 检测与表征方法 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 丁基三苯基鏻-螯合硼酸酯盐的化学结构表征 |
| 4.4.2 IFR/ILs/PS垂直燃烧和极限氧指数测试 |
| 4.4.3 IFR/ILs/PS锥形量热仪测试 |
| 4.4.4 IFR/ILs/PS燃烧炭层形貌表征 |
| 4.4.5 IFR/ILs/PS燃烧炭层的XRD和 FTIR分析 |
| 4.4.6 IFR/ILs/PS热裂解气相产物分析 |
| 4.4.7 IFR/ILs/PS流变性能分析 |
| 4.4.8 IFR/ILs/PS阻燃机理探讨 |
| 4.4.9 螯合硼酸盐及其复合材料的热稳定性研究 |
| 4.4.10 IFR/ILs/PS拉伸性能分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 离子液体驱动次磷酸铝/膨胀石墨体系的快速膨胀行为对阻燃聚苯乙烯机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验药品 |
| 5.2.2 离子液体[BTP][BSc B]合成 |
| 5.2.3 AP/EG/IL/PS复合材料制备 |
| 5.3 检测与表征方法 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 AP/EG/IL/PS热稳定性分析 |
| 5.4.2 AP/EG/IL/PS极限氧指数和垂直燃烧测试 |
| 5.4.3 AP/EG/IL/PS锥形量热仪测试 |
| 5.4.4 AP/EG/IL/PS燃烧炭层形貌表征 |
| 5.4.5 AP/EG/IL/PS复合材料XRD分析 |
| 5.4.6 AP/EG/IL/PS复合材料FTIR分析 |
| 5.4.7 AP/EG/IL/PS热裂解气相产物分析 |
| 5.4.8 AP/EG/IL/PS拉伸性能分析 |
| 5.5 小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表学术论文 |
| 附录B 中英文缩略对照表 |
（5）纳米炭的功能化及其多相催化应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 炭材料功能化的背景及意义 |
| 1.2 纳米炭功能化的方法 |
| 1.2.1 共价接枝法 |
| 1.2.2 杂原子掺杂法 |
| 1.2.3 非共价键修饰法 |
| 1.3 本论文选题依据和设计思想 |
| 2 实验仪器与方法 |
| 2.1 试剂与原料 |
| 2.2 实验仪器与设备 |
| 2.3 材料结构表征 |
| 2.4 材料催化性能测试 |
| 3 多孔纳米炭片共价接枝金鸡纳碱类催化剂及其不对称催化应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 多孔纳米炭片(PCN)及功能化纳米炭片(PCN-N_3,PCN-vinyl)的合成及表征 |
| 3.3.2 固载奎尼定-脲及奎宁-方酰胺催化剂的制备及结构表征 |
| 3.3.3 奎尼定及奎宁-方酰胺固载催化剂的性能评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 B、N共掺杂多孔纳米炭的制备及其在CO_2、环氧烷烃的环加成中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 微孔B、N共掺杂纳米炭的合成及结构表征 |
| 4.3.2 微-介孔B、N共掺杂纳米炭的合成及结构表征 |
| 4.3.3 B、N共掺杂纳米炭用于环氧烷烃、CO_2环加成反应的催化性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 纳米炭/金属卟啉分子非共价键复合及其电催化CO_2还原性能的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 金属卟啉分子及金属卟啉/科琴黑复合物的结构表征 |
| 5.3.2 金属卟啉/科琴黑复合物的CO_2RR性能考察 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）中空纳米炭材料的可控制备及电催化性能的研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 燃料电池 |
| 1.2.1 组成结构 |
| 1.2.2 发展趋势 |
| 1.3 氧气还原反应机理及催化剂 |
| 1.3.1 机理 |
| 1.3.2 催化剂 |
| 1.4 中空炭材料 |
| 1.4.1 结构特点 |
| 1.4.2 功能化设计 |
| 1.4.3 制备方法 |
| 1.5 固相法制备炭基催化剂的探索 |
| 1.6 研究内容与创新点 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 论文创新点 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验仪器与试剂 |
| 2.2 物性表征 |
| 2.2.1 结构表征 |
| 2.2.2 形貌表征 |
| 2.2.3 比表面积及孔结构表征 |
| 2.2.4 成分表征 |
| 2.3 电化学性能测试 |
| 2.3.1 循环伏安测试 |
| 2.3.2 旋转圆盘圆环电极测试 |
| 2.3.3 加速耐久性测试 |
| 2.3.4 抗甲醇性能测试 |
| 2.4 锌空电池性能测试 |
| 2.5 密度泛函理论(DFT)计算 |
| 第三章 中空碳纳米管的制备及其掺杂改性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 聚苯胺基碳纳米管的制备 |
| 3.3 杂原子掺杂改性条件的确定 |
| 3.3.1 掺杂顺序的影响 |
| 3.3.2 形貌及结构分析 |
| 3.3.3 氧还原性能评价 |
| 3.4 热处理条件对氧还原性能调控 |
| 3.4.1 热解温度的影响 |
| 3.4.2 热解时间的影响 |
| 3.5 铁氮共掺杂对催化剂性能的影响 |
| 3.5.1 铁氮配位环境的确定 |
| 3.5.2 掺杂前后氧还原性能比较 |
| 3.5.3 密度泛函理论计算分布 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 固相法合成铁氮共掺杂碳纳米管 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 固相热迁移法制备催化剂 |
| 4.2.1 催化剂的制备 |
| 4.2.2 吸附量的影响 |
| 4.2.3 二次热迁移的影响 |
| 4.2.4 结构与形貌分析 |
| 4.3 氧还原电催化性能研究 |
| 4.3.1 氧还原性能 |
| 4.3.2 锌空电池性能 |
| 4.4 活性起源研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 中空碳微球的制备及其电催化剂性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铁氮掺杂中空炭微球的制备 |
| 5.2.1 形成机理 |
| 5.2.2 形貌分析 |
| 5.2.3 结构分析 |
| 5.2.4 氮掺杂分析 |
| 5.3 氧还原催化性能研究 |
| 5.3.1 氧还原性能 |
| 5.3.2 锌空电池性能 |
| 5.4 活性起源分析 |
| 5.4.1 精确分析Fe-N配位结构 |
| 5.4.2 密度泛函理论计算曲面结构对氧还原性能影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
| 附件 |
（7）碳包覆纳米坡莫合金的爆轰合成研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 碳包覆纳米材料的研究进展 |
| 1.2.1 碳包覆纳米金属的合成方法 |
| 1.2.2 碳包覆纳米材料的应用领域 |
| 1.3 爆轰法在纳米材料制备中的应用 |
| 1.3.1 炸药爆轰合成纳米材料 |
| 1.3.2 气相爆轰合成纳米材料 |
| 1.4 本文的选题依据及研究内容 |
| 1.4.1 本文的选题依据 |
| 1.4.2 本文的研究内容 |
| 2 炸药爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金 |
| 2.1 爆轰合成设备与前驱体设计工艺 |
| 2.1.1 爆轰合成反应容器 |
| 2.1.2 含金属离子专用炸药的氧平衡 |
| 2.1.3 爆轰合成专用炸药设计与制备 |
| 2.2 炸药爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金表征 |
| 2.2.1 XRD图谱与物相分析 |
| 2.2.2 TEM照片与形貌分析 |
| 2.2.3 Raman光谱分析 |
| 2.3 碳包覆纳米坡莫合金的电磁性能研究 |
| 2.3.1 室温下的磁性能分析 |
| 2.3.2 样品吸波效应分析 |
| 2.3.3 电磁参数与吸波机理分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 碳包覆纳米坡莫合金的炸药爆轰合成参数与生成机理分析 |
| 3.1 炸药爆轰的理论基础 |
| 3.1.1 ZND爆轰理论模型 |
| 3.1.2 炸药爆轰的BKW凝聚态气体状态方程 |
| 3.1.3 爆轰反应的化学平衡方程组 |
| 3.1.4 固体产物的高压物态方程 |
| 3.2 炸药爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金的状态参数计算 |
| 3.3 炸药爆轰制备碳包覆纳米坡莫合金合成机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 气相爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金 |
| 4.1 碳包覆纳米坡莫合金的气相爆轰合成 |
| 4.1.1 气相爆轰合成实验 |
| 4.1.2 XRD图谱与物相分析 |
| 4.1.3 TEM照片与形貌分析 |
| 4.1.4 Raman光谱分析 |
| 4.1.5 室温下磁性能分析 |
| 4.2 气相爆轰合成碳包覆纳米三元坡莫合金探索 |
| 4.2.1 气相爆轰合成实验 |
| 4.2.2 碳包覆纳米三元坡莫合金样品表征 |
| 4.3 气相爆轰合成碳包覆纳米铜铁合金 |
| 4.3.1 气相爆轰合成实验 |
| 4.3.2 碳包覆纳米铜铁合金材料表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 气相爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金的参数计算 |
| 5.1 含固体颗粒的混合气体状态方程与等熵方程 |
| 5.2 初始温度和压力对气体爆轰参数的贡献 |
| 5.3 气相爆轰合成的状态参数与合成机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A. 热力学函数表 |
| 附录B. 混合物比饱和磁化强度的理论计算方法 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）有机物热解制备炭纳米材料及其电化学性能研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 炭纳米管研究进展 |
| 1.2.1 炭纳米管(CNTs)简介 |
| 1.2.2 炭纳米管合成与制备 |
| 1.2.3 炭纳米管的生长机理 |
| 1.2.4 炭纳米管的应用 |
| 1.3 炭纤维研究进展 |
| 1.3.1 炭纤维简介 |
| 1.3.2 炭纤维的合成与制备 |
| 1.3.3 炭纤维生长机理 |
| 1.3.4 炭纤维的应用 |
| 1.4 多孔炭材料研究进展 |
| 1.4.1 多孔炭简介 |
| 1.4.2 多孔炭的制备 |
| 1.5 锂离子电池研究进展 |
| 1.5.1 锂离子电池的组成和工作原理 |
| 1.5.2 锂离子电池负极材料研究进展 |
| 1.6 本文选题依据和主要研究内容 |
| 第二章 实验过程与分析方法 |
| 2.1 基本实验方案 |
| 2.2 实验试剂 |
| 2.3 实验仪器 |
| 2.4 纽扣电池组装所用材料 |
| 2.5 制备工艺 |
| 2.5.1 Ni(C_5H_5N)_4络合物的制备 |
| 2.5.2 掺氮炭纳米管的制备 |
| 2.5.3 Fe(C_6H_6)_n络合物的制备 |
| 2.5.4 海胆炭纤维的制备 |
| 2.6 材料表征方法 |
| 2.6.1 扫描电子显微镜及能谱(SEM) |
| 2.6.2 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.6.3 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.6.4 热重-示差扫描热分析(TG-DSC) |
| 2.6.5 拉曼光谱分析(Raman) |
| 2.6.6 X射线光电子能谱分析(XPS) |
| 2.7 电化学性能测试 |
| 2.7.1 锂二次电池的组装 |
| 2.7.2 恒流充放电测试 |
| 2.7.3 循环伏安测试(CV) |
| 2.7.4 交流阻抗测试(EIS) |
| 第三章 掺氮炭纳米管的制备 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 前驱体的制备与表征 |
| 3.2.1 前驱体的制备 |
| 3.2.2 前驱体的表征 |
| 3.3 掺氮炭纳米管的制备与表征 |
| 3.3.1 掺氮炭纳米管的制备 |
| 3.3.2 炭化温度的影响 |
| 3.3.3 炭化时间的影响 |
| 3.3.4 升温速率的影响 |
| 3.4 常压制备炭纳米管 |
| 3.4.1 炭化温度的影响 |
| 3.4.2 恒温时间的影响 |
| 3.5 掺氮炭纳米管的生长机理分析 |
| 3.6 掺氮炭纳米管电化学性能的研究 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 注射热解法制备海胆状炭纤维 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 海胆状炭纤维的制备 |
| 4.3 预备实验 |
| 4.4 海胆炭的制备工艺及表征 |
| 4.4.1 助催剂的催化作用 |
| 4.4.2 炭化温度的对炭化产物的影响 |
| 4.4.3 二茂铁/苯浓度的影响 |
| 4.4.4 停留时间的影响 |
| 4.4.5 不同溶剂的影响 |
| 4.4.6 不同条件下炭化收率的变化 |
| 4.5 海胆炭形成机理的分析 |
| 4.6 海胆炭电化学性能的研究 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
（9）碳包覆纳米四氧化三铁颗粒的合成与结构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 碳包覆结构纳米复合材料的合成研究进展 |
| 1.2.1 水热模板法 |
| 1.2.2 电弧放电法 |
| 1.2.3 化学沉积法 |
| 1.2.4 热解法 |
| 1.2.5 直接氧化法 |
| 1.2.6 液相浸渍炭化法 |
| 1.2.7 含金属的炭干基凝胶爆炸法 |
| 1.2.8 生物基碳化组装法 |
| 1.3 碳包覆结构复合材料的性能与应用 |
| 1.3.1 碳包覆层的保护作用 |
| 1.3.2 碳包覆纳米金属氧化物在电化学方面的应用 |
| 1.3.3 碳包覆结构纳米复合材料的磁性能 |
| 1.3.4 碳包覆结构纳米复合材料颗粒在医学上的应用 |
| 1.3.5 碳包覆纳米复合材料在其他方面的应用 |
| 1.4 本课题的立题依据和主要研究内容 |
| 1.4.1 论文选题的目的和意义 |
| 1.4.2 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 实验与测试分析方法 |
| 2.1 本实验研究的方案 |
| 2.2 实验所用原料及化学试剂 |
| 2.2.1 原料 |
| 2.2.2 化学试剂 |
| 2.3 实验装置 |
| 2.4 原料预合 |
| 2.4.1 间苯二酚和二茂铁 |
| 2.4.2 葡萄糖与二茂铁 |
| 2.4.3 在硅油中混合二茂铁与间苯二酚 |
| 2.5 碳包覆纳米金属氧化物材料的制备 |
| 2.7 测试表征 |
| 2.7.1 场发射扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.7.2 透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HREM)及能谱(EDX) |
| 2.7.4 X射线衍射测试(XRD) |
| 2.7.5 热重—示差扫描(TG-DSC)同步热分析 |
| 第三章 碳包覆纳米Fe_3O_4颗粒合成、表征与应用 |
| 3.1 反应温度对产物的影响 |
| 3.1.1 反应温度对产物产率的影响 |
| 3.1.2 反应温度对产物微观形貌及结构的影响 |
| 3.2 催化剂比例对产物的影响 |
| 3.2.1 催化剂比例对产物产率的影响 |
| 3.2.2 催化剂比例对产物微观形貌的影响 |
| 3.3 具有最佳效果的碳包覆纳米Fe_3O_4材料分析与应用 |
| 3.3.1 高分辨透射电镜图(HRTEM)分析 |
| 3.3.2 电子扫描电镜图分析 |
| 3.3.3 碳包覆纳米Fe_3O_4颗粒氧气氛热失重分析 |
| 3.3.4 碳包覆纳米Fe_3O_4电化学方面的应用 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 碳包覆纳米Fe_3O_4颗粒形成的机理研究 |
| 4.1 不同原料的影响 |
| 4.1.1 葡萄糖对产物产率、微观形貌及结构的影响 |
| 4.1.2 此过程中碳包覆纳米Fe_3O_4形成分析图 |
| 4.1.3 本节小结 |
| 4.2 不同催化剂对产物的影响 |
| 4.2.1 乙酰丙酮镍对碳包覆纳米氧化物形貌和结构影响 |
| 4.2.2 此过程中碳包覆纳米Fe_3O_4结构的形成分析图 |
| 4.2.3 本节小结 |
| 4.3 不同反应环境对产物的影响 |
| 4.3.1 在硅油中制备出碳包覆纳米Fe_3O_4的形貌和结构分析 |
| 4.3.2 在硅油中碳包覆纳米Fe_3O_4形成分析图 |
| 4.3.3 本节小结 |
| 4.4 碳包覆Fe_3O_4颗粒形成机理与反应模型建立 |
| 4.4.1 碳包覆纳米Fe_3O_4颗粒形成的机理模型 |
| 4.4.2 碳包覆纳米Fe_3O_4颗粒形成与形貌变化研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者与导师简介 |
| 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
（10）沥青基碳及其复合材料制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 纳米金属/碳复合材料的研究现状 |
| 1.2.1 制备方法及生成机理 |
| 1.2.2 性能与应用 |
| 1.3 碳纤维水泥复合材料的研究进展 |
| 1.3.1 碳纤维等材料 |
| 1.3.2 碳纤维分散工艺 |
| 1.3.3 碳纤维水泥复合材料性能与应用 |
| 1.4 课题的提出及主要研究内容 |
| 1.4.1 课题的提出 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验与分析测试方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.1.1 低温热解法制备脱油沥青基纳米铁/碳复合材料 |
| 2.1.2 真空热处理法制备脱油沥青基纳微米金属/碳复合材料 |
| 2.1.3 制备脱油沥青基气相生长碳纤维水泥复合材料 |
| 2.2 碳及其复合材料的制备工艺 |
| 2.2.1 低温热解脱油沥青制备纳米铁/碳复合材料 |
| 2.2.2 纳米铁/碳复合材料的炭化热处理 |
| 2.2.3 脱油沥青制备气相生长碳纤维 |
| 2.2.4 脱油沥青制备碳微球 |
| 2.2.5 真空热处理法制备内包金属纳米碳洋葱 |
| 2.2.6 真空热处理法制备镍/碳微球复合材料 |
| 2.2.7 气相生长碳纤维在水泥基材料中的分散性 |
| 2.2.8 气相生长碳纤维增强水泥复合材料的制备 |
| 2.3 主要分析测试方法 |
| 2.3.1 X-射线衍射分析 |
| 2.3.2 场发射扫描电子显微分析 |
| 2.3.3 高分辨透射电子显微分析 |
| 2.3.4 拉曼光谱分析 |
| 2.3.5 碳纤维增强水泥的抗压强度测试 |
| 2.3.6 碳纤维增强水泥的电阻率测试 |
| 2.3.7 金属/碳复合材料的磁性能测试 |
| 第三章 低温热解脱油沥青制备纳米铁/碳复合材料 |
| 3.1 纳米铁/碳复合材料的制备 |
| 3.1.1 实验 |
| 3.1.2 结果与讨论 |
| 3.1.3 工艺参数对纳米铁/碳复合材料制备的影响 |
| 3.1.4 纳米铁/碳复合材料的形成机理 |
| 3.2 纳米铁/碳复合材料的热处理 |
| 3.2.1 实验 |
| 3.2.2 结果与讨论 |
| 3.2.3 产物形貌和结构转化机理 |
| 3.3 纳米铁/碳复合材料的磁性能 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 真空热处理制备脱油沥青基纳微米金属/碳复合材料 |
| 4.1 金属/碳微球复合材料的制备与性能 |
| 4.1.1 实验 |
| 4.1.2 结果与讨论 |
| 4.1.3 金属/碳微球复合材料的形成机理 |
| 4.2 内包镍纳米碳洋葱的制备 |
| 4.2.1 实验 |
| 4.2.2 结果与讨论 |
| 4.2.3 工艺参数对内包镍碳洋葱形成的影响 |
| 4.2.4 内包镍纳米碳洋葱的形成机理 |
| 4.3 纳微米镍/碳复合材料的磁性能 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 脱油沥青基VGCFs 水泥复合材料的制备和性能 |
| 5.1 脱油沥青基气相生长碳纤维的制备 |
| 5.1.1 实验 |
| 5.1.2 结果与讨论 |
| 5.1.3 脱油沥青基气相生长碳纤维的生长机理 |
| 5.2 气相生长碳纤维在水泥基材料中的分散性 |
| 5.2.1 实验 |
| 5.2.2 结果与讨论 |
| 5.2.3 气相生长碳纤维在水泥基体中的分散机理 |
| 5.3 气相生长碳纤维水泥复合材料的制备及性能 |
| 5.3.1 实验 |
| 5.3.2 结果与讨论 |
| 5.3.3 气相生长碳纤维增强水泥复合材料的力学性能分析 |
| 5.3.4 气相生长碳纤维增强水泥的导电机理初探 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 在学期间发表的论文及授权专利 |
| 致谢 |
四、萘和二茂铁共炭化制备纳米Fe/C材料的研究（论文参考文献）
- [1]掺杂多孔碳基非贵金属电催化剂的设计及性能调控研究[D]. 吕丹丹. 广西大学, 2021(01)
- [2]聚合物衍生空心掺杂碳球的合成及氧还原电催化性能研究[D]. 李亚男. 扬州大学, 2021
- [3]金属催化剂在聚合物降解成炭阻燃中的研究进展[J]. 刘彤,魏建斐,王锐. 中国塑料, 2021(05)
- [4]含磷离子液体的制备与阻燃聚苯乙烯机理研究[D]. 郭永亮. 兰州理工大学, 2021(01)
- [5]纳米炭的功能化及其多相催化应用[D]. 赵丽源. 大连理工大学, 2020(01)
- [6]中空纳米炭材料的可控制备及电催化性能的研究[D]. 刘玉涵. 北京化工大学, 2020(02)
- [7]碳包覆纳米坡莫合金的爆轰合成研究[D]. 李雪琪. 大连理工大学, 2020(01)
- [8]有机物热解制备炭纳米材料及其电化学性能研究[D]. 何任岳. 北京化工大学, 2019(06)
- [9]碳包覆纳米四氧化三铁颗粒的合成与结构研究[D]. 付伯承. 北京化工大学, 2010(01)
- [10]沥青基碳及其复合材料制备与性能研究[D]. 郁军. 太原理工大学, 2010(10)