納米碳材料具有比表面積大、孔結(jié)構(gòu)豐富、電子傳輸速率高、導(dǎo)熱性好、表面易被功能化修飾等優(yōu)異的物理化學(xué)特性,因此常被用于能源、催化、環(huán)保、電子等重要的領(lǐng)域。在催化研究領(lǐng)域,納米碳材料不但可以被用作催化活性組分的載體,其本身經(jīng)功能化修飾后也可以被用作一些重要化學(xué)反應(yīng)的非金屬催化劑。在能源轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)研究領(lǐng)域,納米碳材料以其優(yōu)異的電子傳輸性能常被用作重要的電極材料。因此,發(fā)展新型功能化納米碳材料并探索其在催化及能源相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用對(duì)于促進(jìn)催化領(lǐng)域的綠色可持續(xù)發(fā)展與可再生能源的存儲(chǔ)和利用具有重要的意義。本論文的主要研究結(jié)果如下:(1)發(fā)展了以羥基磷灰石為模板和促進(jìn)劑、以含氮有機(jī)小分子1,10-鄰菲羅啉為前體制備氮摻雜的功能化碳材料NC(HAP)的方法,并探索了該功能化碳材料作為催化劑和電極材料的應(yīng)用。該含氮碳材料在芐胺氧化偶聯(lián)反應(yīng)中表現(xiàn)出較強(qiáng)的催化活性和產(chǎn)物選擇性(轉(zhuǎn)化率:95%,選擇性:100%),作為超級(jí)電容器電極材料時(shí),也表現(xiàn)出較好的電化學(xué)性能,在電流密度為0.5 A/g時(shí)的比電容為366 F/g,在10 A/g時(shí)經(jīng)過5000次充放電循環(huán),其電容保持率為98.5%。(2)發(fā)展了以甲殼素單體N-...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 功能化碳材料的研究現(xiàn)狀
        1.1.1 功能化碳材料的制備
        1.1.2 功能化碳材料在催化領(lǐng)域中的應(yīng)用
        1.1.3 功能化碳材料在超級(jí)電容器領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.2 羥基磷灰石簡介
    1.3 論文構(gòu)思
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 化學(xué)藥品與試劑
    2.2 碳材料的制備
    2.3 材料的表征
        2.3.1 X射線衍射譜(XRD)
        2.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.3 拉曼光譜儀(Raman)
        2.3.4 熱重分析(TGA)
        2.3.5 X射線光電子能譜(XPS)
        2.3.6 比表面孔徑分析儀
        2.3.7 氣相色譜儀(GC)
        2.3.8 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)
        2.3.9 電化學(xué)工作儀
    2.4 催化性能測(cè)試
    2.5 電化學(xué)性能測(cè)試
        2.5.1 電極制備
        2.5.2 電化學(xué)測(cè)試
第三章 鄰菲羅啉衍生的氮摻雜碳材料用于催化氧化反應(yīng)和超級(jí)電容器的研究
    3.1 前言
    3.2 材料的制備
        3.2.1 合成NC(HAP)和g-C(HAP)
        3.2.2 合成NC(SiO₂),g-C(SiO₂),g-C(SiO₂)-Ca和 g-C(SiO₂)-P
    3.3 密度泛函理論計(jì)算
    3.4 催化氧化性能的測(cè)試
        3.4.1 催化氧化反應(yīng)活性
        3.4.2 檢測(cè)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的過氧化氫
        3.4.3 捕獲反應(yīng)中間體的實(shí)驗(yàn)
        3.4.4 NC(HAP)上掩蔽羰基實(shí)驗(yàn)
    3.5 結(jié)果與討論
        3.5.1 羥基磷灰石在制備NC(HAP)中的作用
        3.5.2 HRTEM分析
        3.5.3 XPS表征
        3.5.4 氮?dú)馕摳綄?shí)驗(yàn)
        3.5.5 催化活性的測(cè)試
        3.5.6 催化反應(yīng)機(jī)理研究
        3.5.7 電化學(xué)性能測(cè)試
    3.6 本章小結(jié)
第四章 甲殼素單體衍生的氮摻雜碳材料應(yīng)用于超級(jí)電容器
    4.1 引言
    4.2 材料制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 氮?dú)馕摳綄?shí)驗(yàn)
        4.3.3 SEM和 TEM分析
        4.3.4 XPS表征
        4.3.5 電化學(xué)性能測(cè)試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 木質(zhì)素磺酸鈉衍生的硫摻雜碳材料應(yīng)用于超級(jí)電容器
    5.1 引言
    5.2 材料制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 XRD與 Raman分析
        5.3.2 氮?dú)馕摳綄?shí)驗(yàn)
        5.3.3 XPS表征
        5.3.4 HRTEM表征
        5.3.5 電化學(xué)性能的測(cè)試
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間取得的科研成果



本文編號(hào)：3837489