當前,不可再生能源消耗所帶來的經(jīng)濟和環(huán)境問題日益突出,開發(fā)高效的綠色能源材料并發(fā)展新型能源器件是解決這一問題的重要途徑之一。多孔碳材料具有環(huán)境友好、成本低等優(yōu)勢,在吸附、儲能和催化等方面均有廣泛應(yīng)用。由于其自身高比表面積、高穩(wěn)定性、高電子傳輸能力、易修飾以及結(jié)構(gòu)靈活多變等特性,摻雜多孔碳材料已被證實是一種極具發(fā)展前景的電化學(xué)材料,被成功用作超級電容器材料、電催化劑等。迄今為止,多孔碳材料發(fā)展的重點集中在孔結(jié)構(gòu)的調(diào)控和雜原子摻雜兩個方面,這也是影響材料應(yīng)用性能的根本因素。研究者們已經(jīng)開發(fā)出多種多孔碳材料的合成方法和摻雜形式,但已報道的方法中還存在以下亟待改進和解決的問題:1.制備過程通常比較長、消耗大、有次生污染問題;2.難以獲得定量控制的孔結(jié)構(gòu);3.建立的合成或調(diào)控方式的適用性低,難以推廣至不同合成體系。因此,建立能夠簡單制備孔徑可定量調(diào)控的多孔碳材料的新方法具有重要意義。本論文致力于建立利用廉價原料高效制備以及靈活調(diào)控新型摻雜多孔碳材料的方法,并通過系統(tǒng)的電化學(xué)分析詳細考察了孔形貌和雜原子摻雜對材料在電容儲能和氧還原催化方面性能的影響。本學(xué)位論文共分為六章。第一章:以電化學(xué)分析技術(shù)與... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：165 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 能源材料中的電化學(xué)分析表征技術(shù)
        1.1.1 經(jīng)典的電化學(xué)分析方法
        1.1.2 電化學(xué)分析方法的實際應(yīng)用
    1.2 多孔碳材料的發(fā)展背景
        1.2.1 電極反應(yīng)過程與電極材料
        1.2.2 碳材料的發(fā)展與多孔碳材料簡介
    1.3 多孔碳材料的合成
        1.3.1 硬模板法
        1.3.2 軟模板法
        1.3.3 鹽模板法
        1.3.4 無模板法
    1.4 多孔碳材料的調(diào)控
        1.4.1 多孔碳材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控
        1.4.2 多孔碳材料的摻雜調(diào)控
    1.5 本論文的研究目的及主要研究內(nèi)容
    參考文獻
第二章 以CN_2單元分子為納米調(diào)節(jié)劑的微孔碳材料的合成及電容性能研究
    2.1 三聚氰胺犧牲法簡單合成類石墨烯微篩及電容性能測試
        2.1.1 引言
        2.1.2 材料與表征
        2.1.3 結(jié)果與討論
        2.1.4 小結(jié)
    2.2 單元擴展的(CN_2)_x分子調(diào)節(jié)劑對于碳材料全微孔范圍的孔徑定量調(diào)控及對電容性能的影響
        2.2.1 引言
        2.2.2 材料與表征
        2.2.3 結(jié)果與討論
        2.2.4 小結(jié)
    參考文獻
第三章 多氮分子串級自組裝體用于多孔碳材料的多級孔徑調(diào)節(jié)及性能研究
    3.1 引言
    3.2 材料與表征
        3.2.1 化學(xué)試劑
        3.2.2 多級孔碳材料HIPC-x的制備
        3.2.3 儀器與表征
        3.2.4 電化學(xué)測試及超級電容器的制作
        3.2.5 有機污染物吸附及氧化降解測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 合成過程與孔形成機理討論
        3.3.2 結(jié)構(gòu)形貌分析
        3.3.3 雜原子摻雜分析
        3.3.4 電化學(xué)性能測試
        3.3.5 吸附及氧化降解有機污染物測試
    3.4 小結(jié)
    參考文獻
第四章 無模板法合成Fe-N共摻雜的介孔碳球用于電催化氧還原反應(yīng)
    4.1 引言
    4.2 材料與表征
        4.2.1 化學(xué)試劑
        4.2.2 介孔碳球材料 Fe-N/C-T的制備
        4.2.3 儀器與表征
        4.2.4 電化學(xué)性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 介孔碳球的合成過程分析
        4.3.2 結(jié)構(gòu)形貌分析
        4.3.3 雜原子摻雜分析
        4.3.4 電化學(xué)測試
    4.4 小結(jié)
    參考文獻
第五章 以生物質(zhì)為基礎(chǔ)的多孔碳材料的結(jié)構(gòu)演變研究及性能測試
    5.1 通過固液反應(yīng)穩(wěn)定多級孔碳材料的大孔骨架用于電容性能研究
        5.1.1 引言
        5.1.2 材料與表征
        5.1.3 結(jié)果與討論
        5.1.4 小結(jié)
    5.2 鈷納米粒子誘導(dǎo)形成核-殼結(jié)構(gòu)洋蔥形碳材料用于電催化氧還原反應(yīng)
        5.2.1 引言
        5.2.2 材料與表征
        5.2.3 結(jié)果與討論
        5.2.4 小結(jié)
    參考文獻
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 研究展望
在學(xué)期間的研究成果
經(jīng)費來源說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]二維炭基多孔材料的合成及應(yīng)用（英文）[J]. 賀雷,張向倩,陸安慧.  物理化學(xué)學(xué)報. 2017(04)
[2]KOH活化微孔活性炭對對硝基苯胺的吸附動力學(xué)[J]. 李坤權(quán),鄭正,羅興章,蔣劍春.  中國環(huán)境科學(xué). 2010(02)
[3]新型碳材料的發(fā)展趨勢[J]. 成會明.  材料導(dǎo)報. 1998(01)



本文編號：3204591