比表面積是衡量物質(zhì)特性的一項(xiàng)非常重要的參量,傳統(tǒng)的比表面積測(cè)定方法普遍存在測(cè)試過程相對(duì)復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)等問題。近年來,低場(chǎng)核磁共振技術(shù)蓬勃發(fā)展,展示了快速、無損等特性,為比表面積的快速測(cè)定提供了堅(jiān)實(shí)的理論與技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀(jì)以來,碳納米材料因其獨(dú)特的物化性能成為研究熱點(diǎn),廣泛應(yīng)用于催化、儲(chǔ)能、儲(chǔ)氫及生物傳感等領(lǐng)域,對(duì)其比表面積進(jìn)行精準(zhǔn)、快速評(píng)估的研究尤為重要。為此,本課題綜合理論和實(shí)驗(yàn)方法,研究了低場(chǎng)核磁共振技術(shù)弛豫信號(hào)與碳納米材料比表面積、濃度的關(guān)系,建立了基于低場(chǎng)核磁共振弛豫方法的碳納米材料比表面積快速測(cè)定模型。首先,通過研究碳納米材料的合成,獲得不同的比表面積參數(shù)。為了建立多元非線性數(shù)學(xué)模型,本課題研究了四種不同結(jié)構(gòu)的碳納米材料(片、管、帶、球),參考改善Hummers法合成氧化石墨烯層片;采用縱向解鏈法,將碳納米管沿縱向“切開”合成氧化石墨烯納米帶;將氧化石墨烯層片與二氧化硅水溶液混合形成復(fù)合體,去除模板后制備三維氧化石墨烯空心球。針對(duì)不同結(jié)構(gòu)的碳納米材料,通過掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、拉曼光譜(Raman)觀察和分析,獲取碳納米材料的形貌、尺寸、結(jié)構(gòu)有序...

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 碳納米材料比表面積的研究意義
        1.1.1 碳納米材料簡(jiǎn)介
        1.1.2 比表面積測(cè)試的研究現(xiàn)狀
        1.1.3 低場(chǎng)核磁共振技術(shù)對(duì)比表面積測(cè)定研究
        1.1.4 存在問題分析
    1.2 論文研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
        1.2.1 研究?jī)?nèi)容
        1.2.2 技術(shù)路線
    1.3 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 碳納米材料比表面積研究的基本方法
    2.1 低場(chǎng)核磁共振技術(shù)基本原理
        2.1.1 常見脈沖序列與核磁共振信號(hào)
        2.1.2 核磁共振反演技術(shù)
        2.1.3 馳豫時(shí)間的實(shí)驗(yàn)測(cè)定過程
    2.2 數(shù)學(xué)建模的基本方法
        2.2.1 回歸分析
        2.2.2 最小二乘擬合
        2.2.3 假設(shè)檢驗(yàn)
    2.3 常見初等數(shù)學(xué)回歸模型
        2.3.1 多元線性回歸模型及誤差檢驗(yàn)
        2.3.2 非線性擬合及其基本數(shù)學(xué)模型
    2.4 本章小結(jié)
第三章 碳納米材料的合成與表征
    3.1 氧化石墨烯層片
        3.1.1 氧化石墨烯層片的制備
        3.1.2 氧化石墨烯層片的表征
    3.2 多壁碳納米管與氧化石墨烯納米帶
        3.2.1 氧化石墨烯納米帶的制備
        3.2.2 多壁碳納米管與氧化石墨烯納米帶的表征
    3.3 氧化石墨烯空心球
        3.3.1 氧化石墨烯空心球的制備
        3.3.2 氧化石墨烯空心球的表征
    3.4 主要實(shí)驗(yàn)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器
    3.5 本章小結(jié)
第四章 碳納米材料比表面積快速測(cè)定的數(shù)學(xué)建模
    4.1 核磁共振技術(shù)中模型參數(shù)的選擇
        4.1.1 T1ρ、FID與CPMG的比較與選擇
        4.1.2 CPMG橫向弛豫時(shí)間的反演對(duì)比
    4.2 碳納米材料弛豫信號(hào)與濃度關(guān)系的研究
        4.2.1 氧化石墨烯層片橫向弛豫時(shí)間與濃度的關(guān)系研究
        4.2.2 碳納米管橫向弛豫時(shí)間與濃度的關(guān)系研究
        4.2.3 氧化石墨烯納米帶橫向弛豫時(shí)間與濃度的關(guān)系研究
        4.2.4 氧化石墨烯空心球橫向弛豫時(shí)間與濃度的關(guān)系研究
    4.3 碳納米材料比表面積數(shù)學(xué)模型的建立
        4.3.1 氧化石墨烯層片比表面積的數(shù)學(xué)建模
        4.3.2 碳納米管比表面積的數(shù)學(xué)建模
        4.3.3 氧化石墨烯納米帶比表面積的數(shù)學(xué)建模
        4.3.4 氧化石墨烯空心球比表面積的數(shù)學(xué)建模
    4.4 本章小結(jié)
第五章 碳納米材料比表面積數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證
    5.1 碳納米管比表面積數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證
        5.1.1 碳納米管幾何參數(shù)分析與測(cè)定
        5.1.2 碳納米管比表面積數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證
    5.2 氧化石墨烯空心球比表面積數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證
        5.2.1 氧化石墨烯空心球幾何參數(shù)分析與測(cè)定
        5.2.2 氧化石墨烯空心球比表面積數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號(hào)：3866218