一、不同处理方式对竹节状碳纳米管吸氢量的影响（论文文献综述）
岑文龙[1]（2021）在《Ni、Ti过渡金属基材料改性LiAlH4放氢性能研究》文中研究表明LiAlH4虽具有较高的理论含氢量（10.6 wt%）,但存在放氢温度过高、放氢速率缓慢和可逆吸氢性能差等缺点,限制其作为储氢材料的实际应用。本文通过制备Ni/C、TiO2@C、NiTiO3三种掺杂剂,并系统研究了它们对LiAlH4放氢性能的影响,主要结论如下:（1）在室温下,采用自组装反应得到了含Ni的络合物,进一步结合高温热解制备得到了棒状Ni/C材料,通过机械球磨方式将Ni/C掺杂到LiAlH4。放氢性能测试发现:掺杂6 wt%Ni/C的LiAlH4复合材料在68℃开始放氢,比纯LiAlH4的起始放氢温度降低了125℃;LiAlH4-6 wt%Ni/C体系在180℃、60 min内能放出4.88 wt%的H2,放氢量是同条件下纯LiAlH4放氢量的11.3倍。此外,LiAlH4-6 wt%Ni/C体系前两步放氢活化能分别降至74.49 k J/mol、69.92 k J/mol。通过XRD分析表明,非晶态的Ni/C可以作为LiAlH4的放氢反应的活性位点,从而改善LiAlH4的放氢性能。（2）采用溶剂热法制备得到花状TiO2@C材料,进一步通过球磨方式将其掺杂到LiAlH4。放氢性能测试表明LiAlH4-6 wt%TiO2@C体系在57℃开始放氢,比纯LiAlH4的起始放氢温度降低了136℃;在180℃的等温放氢测试中,LiAlH4-6 wt%TiO2@C体系在60 min能放出5.98 wt%H2,放氢量是同条件下纯LiAlH4的13.9倍。此外,LiAlH4-6 wt%TiO2@C体系前两步放氢的活化能分别降至45.84 k J/mol、62.31k J/mol。通过XRD分析表明,TiO2@C在球磨过程发生了非晶化转变,而非晶态的TiO2@C可以为LiAlH4的放氢反应提供活性位点,并增加H的扩散通道,从而提高LiAlH4的放氢性能。（3）首次将NiTiO3作为掺杂剂用于LiAlH4的放氢性能研究。放氢性能测试发现LiAlH4-6 wt%NiTiO3体系在72℃开始放氢,比纯LiAlH4的起始放氢温度降低了121℃;在180℃的等温放氢测试中,LiAlH4-6 wt%NiTiO3体系在60 min能放出4.86wt%H2,放氢量是同条件下纯LiAlH4的11.3倍。同时,LiAlH4-6 wt%NiTiO3体系前两步放氢的活化能分别降至71.56 k J/mol、122.49 k J/mol。经过XRD测试发现,球磨过程破坏了NiTiO3的稳定性,使NiTiO3发生了非晶化转变,而非晶态的NiTiO3可以为LiAlH4放氢反应产物的形核、生长提供活性位点和增加H的扩散通道,从而改善LiAlH4放氢性能。
李珊珊[2]（2021）在《火焰法合成碳基纳米材料及其电化学性能研究》文中进行了进一步梳理近年来电子市场相继出现可折叠、可穿戴电子设备,引领新时代发展潮流。柔性电子技术的核心是柔性储能设备的发展,研究高容量的柔性电极材料则是开发柔性储能领域的关键。其中,自支撑电极作为柔性电极的一种逐渐获得人们的关注。自支撑电极大多是具有高容量、易组装等优点的薄膜材料,能量密度较高,无需导电剂、粘结剂和金属集流体的添加便可直接用于电池中。碳纳米管因具有较强的机械性和导电性而被广泛用于电池和电容器的电极材料领域方面的研究。碳纳米管膜大多通过过滤碳纳米管悬浊液制得,被广泛应用于制备柔性电极材料的工艺中。但碳材料的理论容量较低,无法满足高性能电子储能设备的需求,因此碳纳米管膜可作为碳质基体负载高电容活性物质来制备高性能复合电极材料,提高电池的整体性能。本文采用火焰法合成出以单壁碳纳米管为基体的薄膜状复合材料,并对复合材料进行结构和电化学性能分析。研究内容如下所述:（1）在火焰法制备单壁碳纳米管（SWCNTs）过程中,在碳源中添加含氮前驱体（尿素）原位合成氧化铁/氮掺杂单壁碳纳米管（Fe2O3/N-SWCNTs）。将所得复合材料可直接裁剪,用作锂离子电池柔性自支撑电极材料。电化学性能测试表明,由于具有较高的石墨式N（0.45 at%）含量,在50 mA g-1下,电极材料表现出的可逆容量为1022 mAh g-1,在电流密度200 mA g-1下循环120圈后仍保持600 mAh g-1的容量。该材料的储锂行为主要是表面控制的电容过程。分析认为,Fe2O3作为活性物质提供较高的比电容;N原子的掺杂提高了SWCNTs的导电性,加快电子的传递,使材料的倍率性能有所提高;N-SWCNTs形成网络状结构作为负载Fe2O3的碳质基体,可以阻碍Fe2O3的团聚,缓解循环工作的过程中因体积变化而产生的应力,使复合材料表现出循环稳定性。（2）相对锂离子电池而言,钠离子电池成本较低、安全性能好,在电网级大型储能设施中具有广阔的发展前景。在复合材料中,无定型具有较大比表面积,可以增加电极与电解液的接触面积,为Na+的可逆储存提供丰富的活性位点;SWCNTs可以增加材料的导电性促进电子的转移,还可以作为无定形碳附着的载体,使材料具有优异的倍率和循环性能。利用火焰法一步合成不同比例的树枝状无定形碳/单壁碳纳米管（AC/SWCNTs）,并对其进行电化学性能测试。研究发现,当AC/SWCNTs的碳层间距（0.424 nm）达到最大时,在50 mA g-1时表现出220.7 mAh g-1容量,经过150次循环后,仍保持146.7 mAh g-1的比容量。该复合电极材料的储钠机制是以扩散控制为主。本文采用火焰法快速制备出以SWCNTs为载体的薄膜材料,对于提高电池的能量密度具有重要意义。
曾亮[3]（2021）在《碳基复合材料制备及其对Mg/MgH2储氢性能催化增强作用研究》文中提出Mg/MgH2储氢材料体系应用前景广阔,但由于较差的吸放氢动力学性能和过于稳定的热力学性能,导致其难以满足实际应用要求。为改善Mg/MgH2体系储氢性能,本文通过热处理还原法制备了碳负载镍（Ni@C）、负载硫化镍（Ni3S2@C）以及负载镍和三氧化二钒（（Ni-V2O3）@C）等碳基复合材料,并通过球磨方法将其引入Mg/MgH2体系,研究碳基复合材料对Mg/MgH2体系材料储氢性能的影响。首先,以弱酸性阳离子交换树脂Tulsion-CH90为前驱体制备出三种不同的Ni@C纳米复合材料（Ni@C-1、Ni@C-2和Ni@C-3）,研究发现添加Ni@C纳米复合材料后,Mg/MgH2体系材料可在室温吸氢,且初始放氢温度降至195℃,远低于纯MgH2的脱氢温度（300℃）,尤其是粒度尺寸较小的Ni@C-3复合材料对Mg/MgH2体系的储氢性能具有最佳的催化效果。在Ni@C-3复合材料的作用下,材料的吸/放氢表观活化能比纯Mg/MgH2体系分别降低了36.3和64.5 k J·mol-1,且经过100次循环储氢容量几乎不衰减。添加Ni@C复合材料后Mg/MgH2体系的综合储氢性能得到改善的原因为Ni@C复合材料中的Ni与Mg反应生成Mg2Ni,Mg2Ni吸氢后转变为Mg2Ni H4,Mg2Ni/Mg2Ni H4的存在加速H原子扩散。另外,C的存在能抑制MgH2晶粒长大,延缓其粉化速度,从而提高材料吸/放氢循环稳定性。其次,选用四种不同阳离子交换树脂制备出Ni3S2@C复合材料,发现利用大孔型树脂（resin-3、resin-4）比利用凝胶型树脂（resin-1、resin-2）为前驱体制备出的Ni3S2@C复合材料具有更大比表面积,且对MgH2储氢性能催化效果更佳。尤其是MgH2-Ni3S2@C-4在室温下即可吸收氢气,在150℃经10 min吸收6.08 wt.%H2,在300℃释放6 wt.%H2仅需8 min,经30个循环后,MgH2-Ni3S2@C-4复合材料储氢容量几乎不衰减,其脱氢/吸氢反应焓分别为78.5和-74.7 kJ·mol-1 H2,分别比纯MgH2/Mg体系的脱氢/吸氢反应焓下降了11.0和7.3 kJ·mol-1。其储氢性能改善的原因为Ni3S2@C复合材料中的Ni3S2在首次放氢过程中与Mg反应生成Mg2Ni和Mg S,形成Mg/Mg2Ni、Mg/Mg S和Mg/C多相界面,为H原子提供更多活性位点和扩散路径。进一步选用优化筛选后的离子交换树脂为前驱体制备出TMxSy@C（TM=Co,Fe,Mn）复合材料,并结合前述制备的Ni3S2@C对比研究发现,TMxSy@C（TM=Ni,Co,Fe,Mn）对Mg/MgH2体系吸氢动力学提升的顺序依次为Ni3S2@C>Co9S8@C>Fe S@C>Mn S@C,对放氢动力学提升顺序依次为Ni3S2@C>Mn S@C>Fe S@C>Co9S8@C。在上述研究工作基础上,利用阳离子交换树脂Tulsion-CH90、四水合乙酸镍和偏钒酸铵为原材料制备出（Ni-V2O3）@C复合材料。在（Ni-V2O3）@C复合材料的作用下,Mg/MgH2吸/放氢动力学性能得到明显提升。复合材料可在室温吸氢,在150℃时经9 min即可吸收6.00 wt.%H2,在300℃只需5 min即可释放6.02 wt.%H2,复合材料经100次吸/放氢循环后容量几乎不衰减。此外,复合材料吸/放氢表观活化能分别为42.1和84.6 k J·mol-1,远低于纯Mg/MgH2体系的吸/放氢活化能。经对比研究发现Ni、V2O3和C三者组合的协同催化作用优于个体单独对Mg/MgH2体系储氢性能催化效果。同时,进一步研究石墨烯负载镍和二氧化钛（（Ni-Ti O2）@r GO）复合材料作为催化剂发现,在Ni,Ti O2以及r GO协同作用下,Mg/MgH2体系的储氢性能得到了明显的改进,再次说明了可通过催化剂的优化组合改善Mg/MgH2体系材料的储氢性能。
李智博[4]（2021）在《钴磷复合材料的电化学储氢性能研究》文中研究指明Co基合金具有优异的电化学储氢性能,作为Ni-MH电池的负极材料在新能源领域受到广泛关注。本论文以Co-P合金为研究对象,加入花状Ni/C纳米晶、MWCNT/MoS2复合材料和C@Ni S核壳材料,形成以Co-P合金为主的复合材料,并研究了Co-P复合材料的微观形貌和电化学性能,具体研究结果如下:（1）通过溶剂热法制备了花状Ni/C纳米晶,采用球磨法将其与Co-P合金复合,形成Co-P+Ni/C复合材料。Co-P+Ni/C复合材料的最大放电容量为635.8 m Ah/g,容量保持率为66.3%。研究表明,花状Ni/C纳米晶所具有的独特片层结构和电催化作用可以有效的改善Co-P合金的电化学储氢性能。（2）采用溶剂热法将MoS2和多壁碳纳米管（MWCNT）进行复合,再通过高能球磨法制备出Co-P+MWCNT/MoS2复合材料。复合后的材料表现出比Co-P合金更好的电化学性能,在30 m A/g电流密度下,最大放电容量可达702.9 m Ah/g,循环50圈后的放电容量仍可保持在478.7 m Ah/g。研究表明,MWCNT优异的电导率和中空管状结构可以加速电荷转移并为氢提供传输通道,MoS2可以抑制活性物质的溶解和氧化。二者形成复合材料后,MWCNT和MoS2的协同作用进一步改善了Co-P合金的电化学储氢性能。（3）采用低温水浴法制备了一种核壳材料,这种核壳材料是由Ni S包覆多孔碳（C@Ni S）形成的,并采用球磨法制备出Co-P合金和C@Ni S的复合材料。当Ni S和多孔碳的摩尔比为4时,复合材料的电化学性能最好,最高放电容量可达697.8 m Ah/g,容量保持率为69.2%。研究表明,具有催化作用的Ni S纳米片层均匀的包覆在多孔碳表面上时,可以为电化学反应提供更多的活性位点,加快电极与电解质之间的电荷转移速率,促进氢的扩散,从而提高复合材料的电化学储氢性能。
梁丹丹[5]（2021）在《硼、氮掺杂碳纳米管的制备及对水中苯酚降解研究》文中进行了进一步梳理过硫酸盐高级氧化技术是一种利用活化过硫酸盐产生强氧化性硫酸根自由基降解有机污染物的技术,然而金属催化剂上有毒金属的溶出容易造成二次污染,因此发展环境友好、效果优异的碳材料活化过硫酸盐技术成为绿色发展的必由之路。本文以具有sp2结构的碳纳米管作为新型非金属催化剂的基础,通过硼和氮的掺杂产生缺陷性表面提高其催化活性。在考察催化剂对重金属钴替代效能的基础上,提炼出各种制备条件、反应条件对非金属催化剂降解污染物的影响程度。通过深入解析掺杂前后催化剂结构、活性物种以及主导反应类型的变化,阐明催化剂高效作用机制。本文的研究对于绿色、高效新型水处理技术的发展和完善具有重要的科学意义和潜在应用价值。具体研究内容如下:缺陷性sp2碳催化剂的制备:改变碳纳米管类型、掺杂元素含量和改性条件,制备系列改性碳催化剂以便于比较;催化剂活化过硫酸盐降解污染物:考察苯酚的去除率和去除速率,筛选出最佳催化剂的组成、最佳测试条件和最佳去除效果;定性、定量分析降解产物,掌握产物的种类、分布,考察降解过程中起作用的活性物种及反应类型,初步推断反应机理;反应体系的作用机理:对催化剂进行全方位表征,结合反应体系中的活性物种,探究反应类型和碳催化剂对苯酚的降解机制。研究结论:1、以碳纳米管为载体,通过酸化、分散、煅烧三个过程获得掺杂缺电子的硼原子的催化剂（B-MWNT）和掺杂富电子的氮原子的催化剂（N-MWNT）。煅烧法可以将分散剂乙醇充分蒸干,增大杂原子与碳纳米管的接触面积,成为优异的制备方法。浓硝酸酸化、多壁碳纳米管（MWNT）、硼酸/三聚氰胺、少量前驱体、800℃退火温度和超纯水洗涤至中性是硼（B）/氮（N）掺杂的最适制备条件。2、催化剂的催化活性很大程度上取决于缺陷程度,本文通过酸化和杂原子的掺杂量调节其作用。最佳条件下,20 min内催化剂MWNT、B-MWNT和N-MWNT分别对苯酚的去除率为14.1%、91.4%和95.9%,B和N的掺杂都可以提高碳纳米管的催化活性。然而,N原子的掺杂量较高,B掺杂水平较低时才能提高碳催化剂的催化活性活化过一硫酸盐（PMS）降解有机污染物,并且拉曼结果显示,掺杂硼原子以后碳纳米管的缺陷程度增加,氮原子的掺杂反而使得缺陷程度降低。3、由SEM、TEM和XRD分析,证明杂原子掺杂并不会改变碳纳米管的内、外部结构,不会破坏其sp2结构。XPS表征结果得知,B以C3B、CBO2和CBO3三种形式存在,N的存在形式为吡啶氮、吡咯氮和石墨氮,掺杂N的催化剂的催化活性更依赖于暴露的锯齿形边缘的石墨氮。EPR和淬灭实验可知,两种体系中都存在自由基(?OH、SO4-·、O2-·)和非自由基（1O2）,双反应途径共同降解苯酚。4、在N-MWNT/PMS体系中,非自由基起主导作用,而在B-MWNT/PMS体系中,自由基作为主要的降解手段,在非自由基途径中,由原位拉曼表征得知,新物质B-MWNT-PMS*在降解体系中产生。催化剂B-MWNT在B-MWNT/PMS体系中充当电子导体,加速电子从富电子有机物到PMS的转移,而催化剂N-MWNT本身具有富电子,所以在B-MWNT/PMS体系中,其既可充当电子导体,又可提供电子活化PMS。两种催化剂都可重复利用5-6次,对环境温度、酸碱性、氧化剂的类型以及不同的污染物都有较好的适用性。
张华[6]（2021）在《镍基化合物异质结构的设计、可控合成与电催化性能的研究》文中认为人们对清洁、高效和可再生能源以有效取代化石燃料以及为可持续的未来与环境和能源短缺作斗争的关注相当大。在此背景下,氢气是一种清洁、可再生、节能、未来潜力无限的燃料,它可以通过电催化分解地球上丰富的水资源产生大量的能量。电化学全解水过程产生的氢气和氧气可以为燃料电池提供原料,实现能源的可持续利用。因此,全解水两个半反应的效率对电化学全解水的整体性能起着重要作用。对于全解水的这两个半反应Pt基催化剂具有优异的析氢性能,Ru或Ir的氧化物具有优异的析氧性能,然而贵金属成本高这一普遍的缺点限制了它们的商业应用,因此,开发高效、稳定的电催化剂降低反应的能垒提高催化剂效率是电催化领域的要求。过渡金属基电催化剂因资源丰富、组成多样、催化性能与贵金属相当而在近年来吸引了大量目光。在这些过渡金属中,镍因其具有独特的电子特性和预期的协同效应而显着改变材料的表面性质有利于电催化作用,已成为最有希望的成分之一。针对单一镍基的导电性差、活性差的问题,本文利用掺杂和构建异质结构的策略设计钼掺杂硫化镍复合氢氧化镍（Mo-NiS/Ni（OH）2）全解水双功能催化剂和竹节状碳纳米管包覆磷化镍纳米颗粒析氢催化剂,主要内容如下:（1）通过简单的的溶剂热和原位生长方法合成了稳定的异质结构Mo-NiS/Ni（OH）2作为电催化全解水双功能催化剂。基于异质金属原子的掺杂和界面相互作用,异质结构的电导率得到了改善,电荷在界面间的转移动力学得到了促进,Mo-NiS/Ni（OH）2在1M KOH溶液中显示了优异的HER和OER活性,在10mAcm-2的电流密度下,过电势仅为74 mV和186 mV,塔菲尔斜率分别为90 mV dec-2和23 mV dec-2。Mo-NiS/Ni（OH）2作为双功能催化剂分解水,仅需1.5 V下就能达到10 mA cm-2的电流密度,并在25 mA cm-2下表现出100小时的长期稳定性,电流密度仅有5%的损失。（2）通过自模板-自催化热解次磷酸钠预处理过的g-C3N4纳米片和氯化镍的混合材料制备了尖端包覆NiP纳米颗粒的竹节状碳纳米管（NiP-CNTs）,碳纳米管的引入不仅可以提高NiP纳米颗粒的导电性,而且碳纳米管能够使被包覆NiP纳米颗粒免受强碱溶液的腐蚀,这种复合材料基于碳纳米管和磷化镍颗粒的相互作用提高电子在两者之间的转移,NiP-CNTs在碱性溶液中显示出良好的HER性能,并且在25 mA cm-2下表现出15小时的长期稳定性。
李鑫君[7]（2021）在《过渡金属/碳基复合材料对MgH2储氢性能的影响》文中研究指明Mg基储氢材料由于理论储氢容量高、价格低廉等优点在众多的储氢材料中脱颖而出,被认为是最具应用潜力的储氢材料之一。但其氢化物稳定性高、放氢缓慢,严重制约了它的实际应用。本文通过高温热解法制备了管状g-C3N4（TCN）,并以此为载体,通过简单的化学还原法合成了Ni/TCN和Co/TCN两种添加剂材料。将以上三种材料与纯Mg粉通过氢化燃烧和高能球磨相结合的方法,分别制备了MgH2-TCN、MgH2-Ni/TCN和MgH2-Co/TCN复合材料,并对三者的储氢性能进行了系统研究。引入Ni/TCN和Co/TCN两种添加剂后,制备的复合材料的初始放氢温度与纯MgH2相比分别降低了116 K和83 K。同时二者的放氢表观活化能（Ea）数值分别为82.6和103.8 k J/mol,均低于纯MgH2的表观活化能（161.1 k J/mol）。在复合材料的吸放氢动力学测试中,MgH2-Ni/TCN和MgH2-Co/TCN复合材料在相对低温条件下,均表现出优于MgH2-TCN复合材料和纯MgH2的吸放氢行为。MgH2-Ni/TCN复合材料在3 MPa氢压、373 K的测试条件下,3500 s内的吸氢量为3.56 wt.%;而MgH2-Co/TCN复合材料在423 K,相同条件下的吸氢量也达到了3.89 wt.%。在573 K下,MgH2-Ni/TCN复合材料3500 s内可以释放1.72 wt.%的氢气。此外,MgH2-Ni/TCN复合材料在经历10次反复的吸放氢循环测试后,吸氢容量保持率为96.6%。对复合材料吸放氢前后的微观形貌和物相组成进行了分析。结果表明,TCN的存在抑制了复合体系中镁的团聚,其使得MgH2-Ni/TCN和MgH2-Co/TCN复合材料的储氢性能均优于纯MgH2。而过渡金属粒子在复合过程中与镁生成中间相（Mg2NiH4相和Mg2CoH5相）,中间相引发并诱导了纯镁的吸放氢反应。以上两方面原因共同作用,促进了复合材料的吸放氢反应。
宋玉祥[8]（2021）在《氮化碳基纳米催化剂的合成与性质研究》文中研究说明本论文主要从调节碳氮比、构建异质结构、调节微观形貌等方面,实现对层状氮化碳纳米材料的光电化学性能改性。主要研究内容如下:超薄氮化碳（g-C3N4）纳米片的可控合成及光催化性质研究:通过优化制备过程中使用的前驱体以及聚合温度,控制g-C3N4纳米片的厚度。对制备的纳米片进行热剥离和超声减薄处理,研究处理时间等参数变化对产物性质的影响,得到了具有优异性质的光催化材料,讨论了微结构与性质之间的关系。原子力显微镜测试结果表明,提高氮化碳合成过程中的聚合温度可以将其热刻蚀,有效的将其厚度降低至几个纳米。通过进一步的超声减薄,可以获得厚度为1 nm的超薄g-C3N4,接近3层分子。光催化降解罗丹明B（Rh B）和光催化裂解水产氢气实验结果表明,氮化碳层数的降低有利于光催化反应速度的加快。样品750DCN在15 min时降解率可以达到93%,同时,该样品对氢气的催化速率可以达到1136μmol·g-1·h-1。类石墨相氮化碳和晶相/非晶相氮化碳同质结（H-LCN）的可控合成及光催化性质研究:通过控制聚合温度,调节其结晶程度,进而调节其碳氮比。筛选最优的聚合温度,获得晶相/非晶相氮化碳同质结。实验表明,其光催化降解效果大幅度提高。晶相/非晶相氮化碳同质结（样品H-LCN）对Rh B的降解和分解水制H2两种光催化反应具有最佳的活性。以此同质结为基底,负载了铁镍的氧化物。样品的HER活性提高,在电流密度达到50 mV cm-2时过电位为672 mV,塔菲尔斜率达到了74 mV/dec。通过对比电化学性能的差异,结合高分辨透射电镜和带结构分析等手段,对其结构演变原理进行了讨论。钴掺杂的氮化碳纳米管的可控合成及电化学性能研究:氮化碳基前驱体在过高的温度下会发生分解,而当在有铁、钴、镍等过渡金属的存在时,分解产生的碳和氮元素会在过渡金属的表面富集并重新排列。随后在应力作用下发生位移,进而形成氮化碳基纳米管,结合扫描电镜对这一过程进行了讨论。进一步的,利用纳米管上带有的氮元素作为锚点,锚定并外延生长了二硫化钼（MoS2）纳米片,得到了MoS2/N-CNTs一维复合材料。该结构的电催化产氢性能良好（η=468 mV,b=52 mV/dec）。通过一系列的电化学测试证明了氮元素在氧还原反应、电解水产氢等反应过程中的独特作用。此外,在纳米管的制备过程中尝试使用硫元素进行掺杂,得到了Co S2/Co/N-CNTs一维结构。实验表明,这一结构大幅度提高了样品对电解水制氢的活性（η=280 mV,b=57 mV/dec）。这些结果进一步丰富了氮化碳基纳米材料的研究和应用前景。氮化硼负载的g-C3N4纳米复合材料的合成及性能研究:通过调节g-C3N4纳米片悬浊液环境成分,获得六方相氮化硼（h-BN）量子点改性的g-C3N4纳米复合材料。同时,利用大尺寸h-BN纳米片对g-C3N4进行改性作为对比。测试发现,氮化硼量子点改性的氮化碳对抗生素的降解活性升高,在光催化反应90 min后降解率可达50.2%。主要活性物质为光生空穴和超氧自由基。通过对比其对于抗生素的降解效果,结合扫描电镜照片,比表面积和反应动力学等一系列光化学测试分析手段,对其性能提升的原因做出了讨论。
李亚鹏[9]（2021）在《复合微纳结构的精准制备及其多功能电催化应用》文中指出为实现碳达峰和碳中和目标,能源转向和升级之道势在必行。电催化合成化学因可利用可再生电能在温和条件下高效高选择性地催化储量丰富的可再生资源制备不同类型的化学品,有望实现能源和化学品的脱化石资源、低碳绿色和分布式发展。然而,氢能作为一种最重要的战略能源,受制于电解水阳极的缓慢动力学引起的高能耗,其绿色制备一直无法规模化发展,因此设计高效廉价的贵金属催化剂替代材料,并进一步寻找低能耗电催化产氢策略是当下的研究重点。本论文着眼于此,首先综述了电催化产氢体系,如电解水产氢和杂化电解水产氢,包括水合肼氧化辅助产氢、微生物电解产氢等,重点阐述了各电化学系统所涉及的基本反应过程及相应的材料设计策略。进一步总结了过渡金属（磷化物）/碳基复合结构的电化学应用和制备方法,指出该类型催化剂在多功能电催化中的发展前景。基于此,本论文以低能耗制氢为目标,理性选择了低成本、活性和稳定性具有较大提升空间的过渡金属及磷化物/碳基复合结构作为研究对象,以集成多功能活性为功能化手段,精准调节目标材料的电子结构,并从原子尺度深入理解催化活性位点,以期材料多功能催化性能的协同优化。本论文的主要研究成果如下:1.发展了一种模板辅助醇解聚合-高温热解策略,合成了原位钴催化氮掺杂碳纳米管交联形成的三维分等级微米片——Co@NCNT HMS。得益于Co-Nx、Co和N掺杂碳之间的协同效应以及多孔片状结构,该钴/碳复合结构表现出优异的双功能氧基电催化活性,两者电位差（ΔE）仅为0.681 V。以该复合材料为阴极组装的锌空电池可输出159.83 mW/cm2的功率密度,并且在175 h的充放电循环中具有97.3%的电压保持率,从而为空气电池驱动产氢系统的构建提供了能源系统。2.针对上述钴/碳复合结构析氢活性不足的问题,进一步引入磷来实现其活性提高。通过在三聚氰胺-三聚氰酸超分子组装过程中添加安全无毒的磷酸三聚氰胺作为磷源,经后续一步热解制备了甜甜圈状磷化钴/碳复合结构——CoP@PNC-DoS,获得多功能电催化活性集成,包括氧析出反应（η10=316 mV,1.0 M KOH）,氧还原反应（E1/2=0.803 V,0.1 M KOH）和氢析出反应（η10=1 73 mV,1.0 M KOH;η10=160 mV,0.5 M H2SO4）,同时稳定性大幅度提升。该材料可用于双功能氧基催化（ΔE为0.781 V,0.1 M KOH）和全解水（E10=1.74 V,1.0 M KOH）。此外,CoP@PNC-DoS用于锌空气电池阴极时,该电池可以输出138.57 mW/cm2的功率密度,且表现出优异的大电流充放电稳定性（30 mA/cm2,175 h）。进而以该催化剂构建的锌空气电池驱动全解水系统成功实现了“空气”驱动产氢。3.借鉴上述磷化钴/碳的制备方法,提出了简单离子吸附和一步退火策略实现了双活性位点磷化钌/碳复合结构（RP-CPM）的精准制备,集成了优于Pt/C的水合肼氧化（HzOR）和氢析出（HER）双功能电催化活性。该复合结构在碱性溶液中用于HzOR时,电流密度达到10mA/cm2的电位仅为-70 mV;用于HER时,仅需要24 mV的过电位（η10）即可达到相同电流密度。进一步用于水合肼氧化辅助产氢时,只需23 mV的电压即可达到10 mA/cm2,远低于相应的全解水电压（2.439 V）,同时达到工业级电流密度（522 mA/cm2）的电压仅为1.0 V,在高效、低能耗产氢领域表现出竞争力。理论计算结合实验结果揭示了部分暴露磷化钌/碳复合结构中Ru作为HzOR位点促进了水合肼吸附和后续反应中间体脱氢及脱附,而C原子使HER过程中的氢吸附更接近热中性（0.04 eV）,从而表现出双活性位点特性。4.我们进一步发现上章所获得的磷化钌/碳复合结构（命名为RP-HNS）同样具有优异的中性HER性能,其在1.0 M PBS中的η10仅为26 mV,且可稳定运行110 h。因此,将RP-HNS用于阴极电催化剂可成功构建单室微生物电解池（MEC）,该系统仅需0.18 V的电压即可产氢,且在0.64 V时电流密度就可达到10 A/m2,优于使用Pt/C催化剂构建的系统（所需电压0.74 V）,从而使该复合结构在微生物电解节能产氢领域展现出替代铂的优势。
曹莹莹[10]（2020）在《含碳过渡金属纳米复合材料的制备及电化学性能研究》文中认为近年来,人们在全球性的能源短缺和日益严重的环境污染的压力下,将关注热点聚焦于低污染、高效能的可再生能源。众所周知,可再生能源相当依赖于能量存储和转换技术。其中,锂离子电池和电解水脱颖而出,在各个领域都得到了广泛的应用。过渡金属基纳米材料具有理论比容量高、价格低廉、储量丰富等优点,是锂离子电池负极材料的最佳选择。同时,过渡金属基纳米材料催化活性高、稳定性好,是电解水技术中非常有潜力的析氢电极材料。将其与碳材料复合,通过协同作用能显着提高电极材料的电化学性能。此外,优化纳米结构设计,对开发高性能电极材料来实现能源高效转换和储存具有重要意义。本论文以含碳过渡金属纳米复合材料为研究对象,探究了含碳过渡金属纳米复合材料的合成及电化学性能。主要探究内容如下:1、以含钴锰双金属盐与油酸盐形成的配合物为前驱体,经过热处理形成双金属氧化物纳米颗粒。通过自组装反应,将双金属氧化物均匀地包覆在还原氧化石墨烯中,并且石墨烯片互相连接成3D网状结构,从而合成最终的3D石墨烯网络包裹的双金属氧化物纳米颗粒复合材料（MnO/CoMn2O4（?）GN）。当将其用作锂离子电池的负极材料时,表现出优越的可逆容量和循环稳定性。2、通过高温碳化的方法,制备了封装在氮掺杂碳纳米管中并负载在还原氧化石墨烯上的镍纳米颗粒复合材料（Ni@NC-rGO）。合理的纳米结构决定了其卓越的电化学性能,包括锂电性能和析氢性能。结果显示,作为锂离子电池负极材料时,Ni@NC-rGO展现出优良的循环性能和杰出的倍率性能;作为电解水析氢材料时,Ni@NC-rGO纳米复合材料在碱性介质中展现出较好的电催化性能。
二、不同处理方式对竹节状碳纳米管吸氢量的影响（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、不同处理方式对竹节状碳纳米管吸氢量的影响（论文提纲范文）
（1）Ni、Ti过渡金属基材料改性LiAlH4放氢性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 氢能的研究背景 |
| §1.2 氢气的储存 |
| §1.2.1 高压气态储氢 |
| §1.2.2 液态储氢 |
| §1.2.3 固态储氢 |
| §1.3 固态储氢材料的研究概述 |
| §1.3.1 物理吸附储氢材料 |
| §1.3.2 化学吸附储氢材料 |
| §1.4 LiAlH_4在储氢领域的研究进展 |
| §1.4.1 LiAlH_4的基本性质 |
| §1.4.2 LiAlH_4的吸/放氢特性 |
| §1.4.3 LiAlH_4放氢性能的研究进展 |
| §1.5 本文研究内容及意义 |
| 第二章 实验方法 |
| §2.1 实验所需原材料 |
| §2.2 样品制备及使用仪器 |
| §2.3 样品结构及微观结构表征 |
| §2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| §2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| §2.3.3 透射电子显微镜(TEM) |
| §2.3.4 X射线光电子能谱(XPS) |
| §2.3.5 傅里叶变换红外光谱(FTIR) |
| §2.4 样品放氢性能测试 |
| §2.4.1 压力-成分-温度(PCT)放氢测试 |
| §2.4.2 差示扫描量热(DSC)测试 |
| 第三章 Ni/C材料的制备及其对LiAlH_4 放氢性能的影响 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 实验样品制备 |
| §3.2.1 Ni/C材料的制备 |
| §3.2.2 LiAlH_4-x wt%Ni/C的制备 |
| §3.3 Ni/C材料结构和形貌的表征 |
| §3.4 LiAlH_4-x wt%Ni/C的结构表征 |
| §3.5 LiAlH_4-x wt%Ni/C放氢性能研究 |
| §3.6 LiAlH_4-6 wt%Ni/C放氢过程研究 |
| §3.7 本章小结 |
| 第四章 TiO_2@C的制备及其对LiAlH_4放氢性能的影响 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 实验样品制备 |
| §4.2.1 TiO_2@C材料的制备 |
| §4.2.2 LiAlH_4-x wt%TiO_2@C材料的制备 |
| §4.3 TiO_2@C材料结构和形貌的表征 |
| §4.4 LiAlH_4-x wt%TiO_2@C的结构表征 |
| §4.5 LiAlH_4-x wt%TiO_2@C的放氢性能研究 |
| §4.6 LiAlH_4-6 wt%TiO_2@C放氢过程研究 |
| §4.7 本章小结 |
| 第五章 NiTiO_3 的制备及其对LiAlH_4 放氢性能的影响 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 实验样品制备 |
| §5.2.1 NiTiO_3 材料的制备 |
| §5.2.2 LiAlH_4-x wt%NiTiO_3 材料的制备 |
| §5.3 NiTiO_3 材料结构和形貌的表征 |
| §5.4 LiAlH_4-x wt%NiTiO_3 的结构表征 |
| §5.5 LiAlH_4-x wt%NiTiO_3 的放氢性能研究 |
| §5.6 LiAlH_4-6 wt%NiTiO_3 放氢过程研究 |
| §5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| §6.1 总结 |
| §6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究生阶段主要研究成果 |
（2）火焰法合成碳基纳米材料及其电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 碳纳米管的制备方法 |
| 1.2.1 电弧放电法 |
| 1.2.2 激光蒸发法 |
| 1.2.3 化学气相沉积法 |
| 1.2.4 火焰法 |
| 1.3 碳纳米管的应用简介 |
| 1.3.1 储氢 |
| 1.3.2 催化 |
| 1.3.3 电池和超级电容器电极材料 |
| 1.4 氮掺杂碳纳米管的研究现状 |
| 1.4.1 氮掺杂碳纳米管的结构 |
| 1.4.2 氮掺杂碳纳米管的制备 |
| 1.5 锂离子电池 |
| 1.5.1 锂离子电池发展现状 |
| 1.5.2 锂离子电池工作原理 |
| 1.5.3 锂离子电池负极材料 |
| 1.6 钠离子电池 |
| 1.6.1 钠离子电池发展现状 |
| 1.6.2 钠离子电池工作原理 |
| 1.6.3 钠离子电池负极材料 |
| 1.7 柔性电极材料 |
| 1.7.1 柔性电极材料研究应用 |
| 1.7.2 柔性电极材料中的研究现状 |
| 1.8 选题背景及主要研究内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验药品及仪器 |
| 2.1.1 实验药品 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 材料表征及测试方法 |
| 2.2.1 拉曼光谱测试 |
| 2.2.2 X射线衍射分析 |
| 2.2.3 X射线光电子能谱 |
| 2.2.4 透射电子显微镜测试 |
| 2.2.5 热重分析 |
| 2.3 电池的组装 |
| 2.4 电化学性能测试 |
| 2.4.1 恒电流充放电测试 |
| 2.4.2 倍率性能测试 |
| 2.4.3 循环伏安测试 |
| 2.4.4 交流阻抗测试 |
| 第3章 氧化铁/氮掺杂单壁碳纳米管的制备及其性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 氧化铁/氮掺杂单壁碳纳米管的制备 |
| 3.2.2 锂离子电池的组装 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料的形貌、结构表征及分析 |
| 3.3.2 Fe_2O_3/N-SWCNTs复合材料的性能表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 无定形碳/单壁碳纳米管复合材料的制备及其性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 无定形碳/单壁碳纳米管的制备 |
| 4.2.2 电池的组装 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 材料的形貌、结构表征及分析 |
| 4.3.2 电化学性能测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）碳基复合材料制备及其对Mg/MgH2储氢性能催化增强作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 氢能及储氢材料概述 |
| 1.2 镁基储氢材料研究进展 |
| 1.2.1 MgMgH_2储氢机理 |
| 1.2.2 合金化 |
| 1.2.3 纳米化 |
| 1.2.4 添加催化剂 |
| 1.3 本文立论依据及研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验仪器及实验原材料 |
| 2.2 样品表征和储氢性能测试 |
| 第三章 碳负载镍纳米颗粒复合材料制备及其对MgH_2储氢性能催化作用研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 复合材料制备方法 |
| 3.2.1 Ni@C复合材料的制备 |
| 3.2.2 Ni@C修饰MgH_2复合材料的合成 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Ni@C复合材料微观结构和物相组成分析 |
| 3.3.2 Ni@C修饰MgH_2复合材料储氢性能研究 |
| 3.3.3 Ni@C修饰MgH_2复合材料的催化机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 碳负载硫化物复合材料制备及其对MgH_2储氢性能催化作用研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 复合材料制备方法 |
| 4.2.1 Ni_3S_2@C复合材料制备 |
| 4.2.2 Ni_3S_2@C修饰MgH_2复合材料的合成 |
| 4.2.3 TM_xS_y@C(TM=Co,Fe,Mn)复合材料制备 |
| 4.2.4 TM_xS_y@C(TM=Co,Fe,Mn)修饰MgH_2复合材料的合成 |
| 4.3 基于不同阳离子交换树脂制备Ni_3S_2@C复合材料及其对MgH_2储氢性能影响 |
| 4.3.1 复合材料微观结构和物相组成分析 |
| 4.3.2 Ni_3S_2@C修饰MgH_2复合材料储氢性能研究 |
| 4.3.3 Ni_3S_2@C修饰MgH_2复合材料催化机理分析 |
| 4.4 TM_xS_y@C(TM=Co,Fe,Mn)复合材料制备及其对MgH_2储氢性能影响 |
| 4.4.1 复合材料微观结构和物相组成分析 |
| 4.4.2 TM_xS_y@C(TM=Co,Fe,Mn)修饰MgH_2复合材料储氢性能研究 |
| 4.4.3 TM_xS_y@C(TM=Co,Fe,Mn)修饰MgH_2复合材料催化机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 碳负载镍和三氧化二钒复合材料制备及其对MgH_2储氢性能催化作用研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 复合材料制备方法 |
| 5.2.1 (Ni-V_2O_3)@C复合材料的制备 |
| 5.2.2 (Ni-V_2O_3)@C修饰MgH_2复合材料的合成 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 (Ni-V_2O_3)@C复合材料微观结构和物相组成分析 |
| 5.3.2 (Ni-V_2O_3)@C修饰MgH_2复合材料储氢性能研究 |
| 5.3.3 (Ni-V_2O_3)@C修饰MgH_2复合材料催化机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 还原氧化石墨烯负载Ni和 TiO_2作为催化剂提升纳米Mg储氢性能 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 材料制备方法 |
| 6.2.1 Mg纳米颗粒的合成 |
| 6.2.2 (Ni-TiO_2)@rGO复合材料的制备 |
| 6.2.3 Mg-(Ni-TiO_2)@rGO复合材料的合成 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 复合材料微观结构和物相组成分析 |
| 6.3.2 (Ni-Ti O_2)@r GO修饰纳米Mg复合材料储氢性能研究及催化机理分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究工作总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（4）钴磷复合材料的电化学储氢性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 Ni-MH电池的简介 |
| 1.2.1 Ni-MH电池的发展过程 |
| 1.2.2 Ni-MH电池的原理及特点 |
| 1.2.3 Ni-MH电池的基本性能 |
| 1.2.4 Ni-MH电池未来发展趋势 |
| 1.3 储氢合金的研究现状 |
| 1.3.1 AB_5型稀土系储氢合金 |
| 1.3.2 AB_2型Laves相储氢合金 |
| 1.3.3 AB_3型储氢合金 |
| 1.3.4 AB型钛基储氢合金 |
| 1.3.5 镁基储氢合金 |
| 1.3.6 钴基储氢合金 |
| 1.4 论文的研究目的和内容 |
| 1.4.1 论文的研究目的 |
| 1.4.2 论文的研究内容 |
| 第二章 实验材料及实验方法 |
| 2.1 实验药品及仪器设备 |
| 2.1.1 实验药品 |
| 2.1.2 实验的仪器设备 |
| 2.2 材料的制备方法 |
| 2.2.1 机械合金化法 |
| 2.2.2 溶剂热法和水热法 |
| 2.3 材料的结构和微观形貌表征 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜 |
| 2.3.3 比表面积和孔径分布 |
| 2.4 材料的电化学性能表征 |
| 2.4.1 Ni-MH模拟电池的制备 |
| 2.4.2 电池的放电容量及循环稳定性测试 |
| 2.4.3 高倍率放电性能测试 |
| 2.4.4 动电位极化测试 |
| 2.4.5 线性极化测试 |
| 2.4.6 阻抗测试 |
| 第三章 花状Ni/C纳米晶对Co-P合金电化学储氢性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 Co-P合金的制备 |
| 3.2.2 Ni/C纳米晶的制备 |
| 3.2.3 Co-P+Ni/C复合材料的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料的微观结构表征 |
| 3.3.2 材料的电化学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 MWCNT/MoS_2复合材料对Co-P合金电化学储氢性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 Co-P合金的制备 |
| 4.2.2 MWCNT/MoS_2的制备 |
| 4.2.3 Co-P+MWCNT/MoS_2复合材料的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 材料的微观结构表征 |
| 4.3.2 材料的电化学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 C@NiS核壳材料对Co-P合金电化学储氢性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 Co-P合金的制备 |
| 5.2.2 多孔碳的制备 |
| 5.2.3 C@NiS核壳材料的制备 |
| 5.2.4 Co-P+C@NiS复合材料的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 材料的微观结构表征 |
| 5.3.2 材料的电化学性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）硼、氮掺杂碳纳米管的制备及对水中苯酚降解研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 有机废水的处理技术 |
| 1.2.1 有机废水的特点 |
| 1.2.2 有机废水的处理技术 |
| 1.3 基于过硫酸盐的高级氧化的研究进展 |
| 1.3.1 过硫酸盐 |
| 1.3.2 活化过硫酸盐的方法 |
| 1.4 载体材料的选择 |
| 1.4.1 石墨烯 |
| 1.4.2 碳纳米管 |
| 1.5 杂原子掺杂的研究进程 |
| 1.6 研究内容及创新点 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 创新点 |
| 1.7 技术路线图 |
| 第2章 实验设计与方法 |
| 2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 催化剂的制备 |
| 2.2.1 催化剂的制备 |
| 2.2.2 制备方法和条件对反应体系的影响 |
| 2.3 测试方法 |
| 2.3.1 苯酚的测定方法 |
| 2.3.2 亚甲基蓝的测定方法 |
| 2.3.3 双酚S的测定方法 |
| 2.3.4 敌草隆的测定方法 |
| 2.3.5 PMS的测定方法 |
| 2.3.6 有机碳含量的测定方法 |
| 2.4 表征方法 |
| 2.4.1 扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(SEM) |
| 2.4.2 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.4.3 拉曼光谱测量 |
| 2.4.4 X射线衍射技术(XRD) |
| 2.4.5 电子顺磁共振光谱(EPR) |
| 第3章 硼掺杂碳纳米管催化剂的制备及其催化性能研究 |
| 3.1 催化剂B-MWNT的形貌特征 |
| 3.2 催化剂B-MWNT对苯酚的催化降解 |
| 3.3 制备条件对B-MWNT催化活性的影响 |
| 3.3.1 制备方法的选择 |
| 3.3.2 煅烧温度和煅烧气氛的影响 |
| 3.3.3 后处理方式的比较 |
| 3.3.4 碳纳米管的类型 |
| 3.3.5 前驱体的种类 |
| 3.3.6 前驱体掺杂量的研究 |
| 3.4 B-MWNT活化PMS对苯酚的降解实验 |
| 3.4.1 反应温度的影响 |
| 3.4.2 初始pH值的影响 |
| 3.4.3 氧化剂浓度的影响 |
| 3.5 硼掺杂碳纳米管活性位点的作用研究 |
| 3.5.1 催化剂B-MWNT的内部结构 |
| 3.5.2 催化剂B-MWNT元素形态 |
| 3.5.3 活性氧种类的鉴定 |
| 3.6 催化剂B-MWNT的重复利用性 |
| 3.7 催化剂B-MWNT广泛的适用性 |
| 3.7.1 适用于不同的污染物 |
| 3.7.2 对环境的酸碱性适应性强 |
| 3.7.3 氧化剂类型的适应性 |
| 3.8 B-MWNT/PMS体系的降解机制 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 氮掺杂碳纳米管催化剂的制备及其催化性能研究 |
| 4.1 MWNT、B-MWNT和N-MWNT催化降解苯酚性能对比 |
| 4.2 催化剂N-MWNT的形态结构 |
| 4.3 制备条件对N-MWNT催化活性的影响 |
| 4.3.1 酸化的影响 |
| 4.3.2 制备方法、前驱体的种类、前驱体掺杂量、后处理方式的比较 |
| 4.4 催化剂N-MWNT活化PMS对苯酚的降解实验 |
| 4.4.1 反应温度的影响 |
| 4.4.2 初始pH值的影响 |
| 4.5 N-MWNT/PMS体系的降解机制 |
| 4.6 催化剂N-MWNT的重复利用性 |
| 4.7 B-MWNT/PMS与N-MWNT/PMS催化剂体系的比较 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）镍基化合物异质结构的设计、可控合成与电催化性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电催化分解水的原理 |
| 1.2.1 HER反应机理 |
| 1.2.2 OER反应机理 |
| 1.3 电催化分解水的评价参数 |
| 1.4 水分解催化剂的种类 |
| 1.5 本论文的选题背景和主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 界面构建和异质金属原子掺杂Mo-NiS/Ni(OH)_2全解水应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 NiS,Mo-NiS,Mox-NiS/Ni(OH)_2的制备 |
| 2.2.3 样品表征 |
| 2.2.4 催化剂制备及电化学性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 材料的表征与分析 |
| 2.3.2 材料的电化学性能分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 NiP@CNTs用于电催化析氢研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 C_3N_4 NiP-CNTs Ni-CNTs的制备 |
| 3.2.3 样品表征 |
| 3.2.4 催化剂准备及电化学性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料的表征与分析 |
| 3.3.2 材料的电化学性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 本论文的创新点和不足 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文目录 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）过渡金属/碳基复合材料对MgH2储氢性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 储氢材料简介 |
| 1.2.1 储氢方式 |
| 1.2.2 储氢材料 |
| 1.2.3 金属氢化物的储氢机理 |
| 1.3 镁基储氢材料的研究现状 |
| 1.3.1 合金化改善 |
| 1.3.2 纳米化改善 |
| 1.3.3 添加剂掺杂改善 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验设备和药品 |
| 2.1.1 实验设备 |
| 2.1.2 实验药品 |
| 2.2 添加剂材料的制备 |
| 2.2.1 管状g-C_3N_4(TCN)的制备 |
| 2.2.2 Ni负载TCN(Ni/TCN)的制备 |
| 2.2.3 Co负载TCN(Co/TCN)的制备 |
| 2.3 复合材料的制备 |
| 2.3.1 MgH_2-TCN复合材料的制备 |
| 2.3.2 MgH_2-Ni/TCN和 MgH_2-Co/TCN复合材料的制备 |
| 2.4 复合材料的测试及表征 |
| 2.4.1 复合材料的吸放氢性能测试 |
| 2.4.2 X射线衍射仪表征 |
| 2.4.3 扫描电子显微镜表征 |
| 2.4.4 透射电子显微镜表征 |
| 2.4.5 热重分析 |
| 第3章 Ni负载管状g-C_3N_4(Ni/TCN)对MgH_2储氢性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 TCN和 Ni/TCN的结构及表征 |
| 3.2.1 TCN和 Ni/TCN的 XRD表征 |
| 3.2.2 TCN和 Ni/TCN的微观形貌表征 |
| 3.3 MgH_2-Ni/TCN复合材料的储氢性能 |
| 3.3.1 不同Ni负载量的MgH_2-Ni/TCN复合材料的储氢性能比较 |
| 3.3.2 MgH_2-Ni/TCN复合材料的TPD与 DSC测试 |
| 3.3.3 MgH_2-Ni/TCN复合材料的动力学性能 |
| 3.4 MgH_2-Ni/TCN复合材料微观形貌和储氢机制 |
| 3.4.1 MgH_2-Ni/TCN和 MgH_2-TCN复合材料的形貌分析 |
| 3.4.2 MgH_2-Ni/TCN复合材料的储氢机制分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Co负载管状g-C_3N_4(Co/TCN)对MgH_2储氢性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 TCN和 Co/TCN的结构及表征 |
| 4.2.1 TCN和 Co/TCN的 XRD表征 |
| 4.2.2 TCN和 Co/TCN的微观形貌表征 |
| 4.3 MgH_2-Co/TCN复合材料的储氢性能 |
| 4.3.1 MgH_2-Co/TCN复合材料的TPD和 DSC测试 |
| 4.3.2 MgH_2-Co/TCN复合材料的动力学性能 |
| 4.4 MgH_2-Co/TCN复合材料的微观形貌和储氢机制 |
| 4.4.1 MgH_2-Co/TCN复合材料的形貌分析 |
| 4.4.2 MgH_2-Co/TCN复合材料的储氢机制分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（8）氮化碳基纳米催化剂的合成与性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 氮化碳基纳米材料概述 |
| 1.1.1 氮化碳基材料基本结构 |
| 1.1.2 氮化碳纳米材料常见的制备方法 |
| 1.1.3 氮化碳纳米材料的性质 |
| 1.2 氮化碳基纳米材料的改性 |
| 1.2.1 界面调控设计 |
| 1.2.2 纳米结构控制 |
| 1.2.3 结晶性与缺陷调节 |
| 1.2.4 元素掺杂 |
| 1.3 氮化碳基纳米材料在催化方面的应用 |
| 1.3.1 光催化分解水 |
| 1.3.2 二氧化碳还原 |
| 1.3.3 污染物降解 |
| 1.3.4 催化剂载体 |
| 1.4 选题意义以及研究内容 |
| 第二章 实验方案设计与研究方法 |
| 2.1 原料 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 测试方法 |
| 第三章 超薄氮化碳纳米片的制备及性质 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 超薄g-C_3N_4的合成 |
| 3.2.2 光催化测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 超薄g-C_3N_4的形貌和结构演变 |
| 3.3.2 超薄g-C_3N_4的光催化性能及机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 晶相/非晶相氮化碳同质结的构筑及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 氮化碳同质结的制备 |
| 4.2.2 非贵金属纳米颗粒的改性 |
| 4.2.3 光电催化测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 不同结晶程度氮化碳的形貌、结构和成分演变 |
| 4.3.2 不同结晶程度氮化碳的光催化性能 |
| 4.3.3 氮化碳同质结的非贵金属纳米颗粒改性及电化学性能 |
| 4.3.4 氮化碳同质结的光催化机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 钴掺杂氮化碳基纳米管的可控合成及电化学性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 钴掺杂氮化碳基纳米管的制备 |
| 5.2.2 钴掺杂氮化碳基纳米管的硫化 |
| 5.2.3 二硫化钼纳米片负载 |
| 5.2.4 电化学测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 钴掺杂氮化碳基纳米管的形貌与结构分析 |
| 5.3.2 形貌形成机理 |
| 5.3.3 电化学性质分析及演变机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 超薄氮化碳纳米片的氮化硼改性及性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 六方相氮化硼以及超薄氮化碳基底的制备 |
| 6.2.2 超薄氮化碳的改性 |
| 6.2.3 光催化降解抗生素测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 六方相氮化硼及氮化碳复合材料的形貌与结构分析 |
| 6.3.2 复合材料的光催化性质分析及降解机理 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（9）复合微纳结构的精准制备及其多功能电催化应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 过渡金属(磷化物)/碳复合结构的电催化应用 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 多功能电催化制氢 |
| 1.2.1 传统电解水 |
| 1.2.2 杂化电解水 |
| 1.2.2.1 水合肼氧化电解水制氢 |
| 1.2.2.2 微生物电解制氢 |
| 1.3 基本电化学过程 |
| 1.3.1 氢析出反应 |
| 1.3.2 氧析出反应 |
| 1.3.3 氧还原反应 |
| 1.3.4 肼氧化反应 |
| 1.4 复合微纳结构 |
| 1.4.1 过渡金属/碳复合结构 |
| 1.4.2 过渡金属磷化物/碳复合结构 |
| 1.5 本论文的选题背景和研究内容 |
| 1.5.1 选题背景 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 氮掺杂碳纳米管交联构建三维碳基微米片的设计合成及其双功能氧催化特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 g-C_3N_4微米片合成 |
| 2.2.3 g-C_3N_4@Co-glycolate微米片合成 |
| 2.2.4 Co@NCNT HMS合成 |
| 2.2.5 物性表征 |
| 2.2.6 电化学测试 |
| 2.2.7 氧还原性能测试 |
| 2.2.8 氧析出和氢析出性能测试 |
| 2.2.9 锌空气电池性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 物性分析 |
| 2.3.2 氧还原性能 |
| 2.3.2.1 氧还原样品优化 |
| 2.3.2.2 Co@NCNT HMS氧还原性能评估 |
| 2.3.3 氧析出性能 |
| 2.3.3.1 氧析出样品优化 |
| 2.3.3.2 Co@NCNT HMS氧析出性能考察 |
| 2.3.4 锌空气电池和氢析出性能评估 |
| 2.3.4.1 锌空气电池性能 |
| 2.3.4.2 氢析出性能评估 |
| 2.3.5 双功能氧基电催化性能讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 甜甜圈状磷化钴/碳复合结构多功能电催化剂的控制合成与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验药品 |
| 3.2.2 CoP@PNC-DoS合成 |
| 3.2.3 物性表征 |
| 3.2.4 电化学测试 |
| 3.2.5 氧还原,氧析出,氢析出和锌空气电池性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 CoP@PNC-DoS形成机理 |
| 3.3.2 CoP@PNC-DoS形貌,微结构和成分分析 |
| 3.3.3 双功能氧基催化性能评估 |
| 3.3.3.1 样品优化 |
| 3.3.3.2 氧还原和氧析出性能研究 |
| 3.3.4 氢析出和全解水性能调查 |
| 3.3.5 锌空气电池性能和自驱动产氢性能评估 |
| 3.3.6 CoP@PNC-DoS构效关系研究 |
| 3.3.7 三功能电催化性能讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 双活性位点磷化钌/碳复合结构的精准控制合成以及双功能电催化特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验药品 |
| 4.2.2 RP-CPM合成 |
| 4.2.3 RuP_2合成 |
| 4.2.4 CPM合成 |
| 4.2.5 RuP_2@PNC合成 |
| 4.2.6 物性表征 |
| 4.2.7 电化学性能测试 |
| 4.2.8 计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 RP-CPM催化剂的制备与表征 |
| 4.3.2 电催化活性调查 |
| 4.3.2.1 水合肼氧化性能研究 |
| 4.3.2.2 氢析出性能研究 |
| 4.3.3 水合肼氧化辅助产氢性能评估 |
| 4.3.4 DHzFC性能评估 |
| 4.3.5 双功能机理探究 |
| 4.3.5.1 稳定性测试后样品结构研究 |
| 4.3.5.2 理论计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 无机-碳复合结构用于微生物电解辅助节能产氢 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 RP-HNS合成 |
| 5.2.2 RUP_2合成 |
| 5.2.3 RuP_2@PNC-x制备 |
| 5.2.4 物性表征 |
| 5.2.5 电化学测试 |
| 5.2.6 In-situ Raman光谱 |
| 5.2.7 MEC组装 |
| 5.2.8 计算方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 RP-HNS物性表征 |
| 5.3.2 中性HER性能评估 |
| 5.3.3 MEC性能评估 |
| 5.3.4 构效关系探究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（10）含碳过渡金属纳米复合材料的制备及电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池的研究进展 |
| 1.2.1 锂离子电池的介绍 |
| 1.2.2 锂离子电池的工作原理 |
| 1.2.3 负极材料的概述 |
| 1.3 电解水制氢的研究进展 |
| 1.3.1 电解水的简介 |
| 1.3.2 析氢材料的概述 |
| 1.4 本论文的研究思路以及内容 |
| 第二章 3D石墨烯网络包裹双金属氧化物纳米颗粒作为电容控制高效锂储存的负极材料 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂与仪器 |
| 2.2.2 材料的制备 |
| 2.2.3 电池的制备以及电化学测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 碳纳米管包裹镍纳米颗粒/rGO纳米片复合材料作为锂离子电池和析氢反应的双功能材料 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂与仪器 |
| 3.2.2 材料的制备 |
| 3.2.3 电池和电极的制备以及电化学测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 硕士研究生期间的科研成果情况 |
| 致谢 |
四、不同处理方式对竹节状碳纳米管吸氢量的影响（论文参考文献）
- [1]Ni、Ti过渡金属基材料改性LiAlH4放氢性能研究[D]. 岑文龙. 桂林电子科技大学, 2021
- [2]火焰法合成碳基纳米材料及其电化学性能研究[D]. 李珊珊. 太原理工大学, 2021(01)
- [3]碳基复合材料制备及其对Mg/MgH2储氢性能催化增强作用研究[D]. 曾亮. 广西大学, 2021(12)
- [4]钴磷复合材料的电化学储氢性能研究[D]. 李智博. 长春理工大学, 2021
- [5]硼、氮掺杂碳纳米管的制备及对水中苯酚降解研究[D]. 梁丹丹. 太原理工大学, 2021(01)
- [6]镍基化合物异质结构的设计、可控合成与电催化性能的研究[D]. 张华. 山东大学, 2021(09)
- [7]过渡金属/碳基复合材料对MgH2储氢性能的影响[D]. 李鑫君. 燕山大学, 2021(01)
- [8]氮化碳基纳米催化剂的合成与性质研究[D]. 宋玉祥. 济南大学, 2021
- [9]复合微纳结构的精准制备及其多功能电催化应用[D]. 李亚鹏. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [10]含碳过渡金属纳米复合材料的制备及电化学性能研究[D]. 曹莹莹. 苏州大学, 2020(02)