聚苯胺包覆石墨化金剛石微粉及其超級電容特性的研究
發(fā)布時間:2021-08-23 16:59
金剛石具有優(yōu)異的物理、化學(xué)性能,包括高硬度、良好的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性、以及耐酸堿腐蝕。金剛石微粉可以應(yīng)用氣流破碎法大量生產(chǎn)。與納米金剛石相比,微米金剛石擁有價格便宜、產(chǎn)量高、分散性好、尺寸集中等優(yōu)勢。在金剛石微粉粒度分級的過程中,會摻入硅氧化合物等雜質(zhì)。使用HF溶液洗滌金剛石,得到具有清潔表面的金剛石微粉。為了改善金剛石微粉的導(dǎo)電性,通過放電等離子燒結(jié)設(shè)備對金剛石進(jìn)行退火處理,以得到表面石墨化的金剛石微粉。采用XRD、SEM和Raman等手段研究了退火時間、溫度和樣品粒徑對金剛石微粉石墨化程度的影響。當(dāng)退火溫度和時間相同時,粒徑越大,金剛石石墨化程度越低;對于同一粒徑的金剛石來說,若退火溫度越高,則石墨化程度越重。高溫退火金剛石是核殼結(jié)構(gòu),核心是金剛石,外層是生長可控的石墨層。在1450℃下,將平均粒徑為1?m的金剛石退火15 min后,得到具有良好導(dǎo)電性的樣品。利用化學(xué)聚合的方法,使聚苯胺(PANI)包覆在石墨化前后金剛石表面,對復(fù)合物觀察發(fā)現(xiàn),層狀的聚苯胺緊緊地包裹在金剛石表面,并且兩者能夠很好地復(fù)合。循環(huán)伏安測試表明,石墨化金剛石涂覆聚苯胺復(fù)合材料作為電極顯示出雙電層和贗電容的協(xié)...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
聚苯胺的分子結(jié)構(gòu)簡式
過化學(xué)聚合的方法制得,吡作為導(dǎo)電聚合物,空氣穩(wěn)定氧化,可在酸性水溶液和多構(gòu)是一種共軛結(jié)構(gòu),碳—碳的形式存在。雙鍵由 σ 和 π 電軛雙鍵中的 π 電子與 σ 電子碳原子移動至另一個碳原子 π 電子類似于金屬導(dǎo)體中的動。因此聚吡咯可以導(dǎo)電。若 位有取代基,不能發(fā)生形成導(dǎo)電膜。Sharma[44]等人電化學(xué)測試發(fā)現(xiàn),在酸性電解量密度。圖 1-2 為聚吡咯的分
在金剛石微粉表面原位形成厚度可控、結(jié)合緊密的石墨烯層,并且可以保留金剛石的核心結(jié)構(gòu)。利用化學(xué)聚合的方法,使聚苯胺包覆在石墨化前后金剛石表面,可以觀察到片層狀的聚苯胺緊密包裹在石墨化前后金剛石表面,二者復(fù)合良好。3.1 原始及凈化后的金剛石金剛石表面存在硅氧雜質(zhì),可用 HF 去除其表面雜質(zhì),得到表面潔凈的金剛石3.1.1 元素分析圖 3-1(a),(b)是 1 μm 原始及用 HF 處理后的金剛石的元素的 EDS 圖譜,表3-1 為這兩個樣品的元素含量表。從圖和表中可看出,1 μm 原始金剛石有 C,O 元素沒有檢測到雜質(zhì)存在。這是由于雜質(zhì)含量過低,低于檢測限,所以沒有檢測到。用HF 處理后,檢測到有 C,O。沒有檢測到有雜質(zhì)存在。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電化學(xué)法制備的聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)及性能研究[J]. 王新海,馬珍珍. 現(xiàn)代化工. 2019(05)
[2]Ni-Cr合金釬料激光釬焊金剛石表面金屬化[J]. 李晉禹,張明軍,胡永樂,朱彬,張健,毛聰,劉其城. 激光技術(shù). 2020(01)
[3]金剛石鋸片基體用鋼75Cr1的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線研究[J]. 孫宜強(qiáng),甘曉龍,汪水澤,蔡珍. 熱加工工藝. 2019(04)
[4]拼焊式金剛石圓鋸片基體制造技術(shù)及在石材開采中的應(yīng)用[J]. 李春林. 石材. 2019(03)
[5]金剛石含量對釬料耐磨性的影響[J]. 楊占堯. 熱加工工藝. 2019(03)
[6]硼摻雜金剛石薄膜電極在酸堿鹽中的電化學(xué)性質(zhì)研究[J]. 許青波,王傳新,代凱,鐘艷,王旭杰,王濤,王升高. 真空與低溫. 2018(05)
[7]石墨烯-聚苯胺類超級電容器復(fù)合電極材料[J]. 鮑長遠(yuǎn),韓家軍,程瑾寧,張瑞濤. 化學(xué)進(jìn)展. 2018(09)
[8]硼摻雜金剛石薄膜電極的制備及電化學(xué)行為研究[J]. 呂江維,賈文婷,魏亞青,王鑫,趙有成,華萌茁,陸勤怡,崔聞宇. 化工新型材料. 2018(08)
[9]B摻雜金剛石電極的制備、特性及其表面改性技術(shù)[J]. 徐燕軍,柳學(xué)全. 粉末冶金工業(yè). 2018(03)
[10]銀/金剛石微粉復(fù)合材料對硝酸鹽紅外吸收特性的影響[J]. 汪潔生,徐明嬋,李春,元光. 光譜學(xué)與光譜分析. 2017(09)
博士論文
[1]聚苯胺/石墨烯復(fù)合物的可控制備及其電化學(xué)電容性質(zhì)[D]. 羅志虹.華中科技大學(xué) 2014
[2]納米金剛石石墨化轉(zhuǎn)變以及納米金剛石/銅復(fù)合材料的制備與性能[D]. 喬志軍.天津大學(xué) 2007
碩士論文
[1]靜態(tài)高壓下有機(jī)碳源合成金剛石的研究[D]. 李振.鄭州大學(xué) 2018
[2]銀/金剛石微粉復(fù)合材料對海洋營養(yǎng)鹽紅外吸收特性的影響研究[D]. 徐明嬋.中國海洋大學(xué) 2015
[3]納米金剛石的表面功能化研究[D]. 劉若錦.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[4]氧化還原法制備石墨烯及性能研究[D]. 周銀.沈陽大學(xué) 2013
[5]人工合成金剛石的晶體形態(tài)、雜質(zhì)缺陷、顏色及其對金剛石性能表征參數(shù)的影響[D]. 柯?lián)碥?吉林大學(xué) 2005
[6]納米金剛石結(jié)構(gòu)、表面狀態(tài)分析及其處理方法[D]. 鄒芹.燕山大學(xué) 2004
本文編號:3358250
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
聚苯胺的分子結(jié)構(gòu)簡式
過化學(xué)聚合的方法制得,吡作為導(dǎo)電聚合物,空氣穩(wěn)定氧化,可在酸性水溶液和多構(gòu)是一種共軛結(jié)構(gòu),碳—碳的形式存在。雙鍵由 σ 和 π 電軛雙鍵中的 π 電子與 σ 電子碳原子移動至另一個碳原子 π 電子類似于金屬導(dǎo)體中的動。因此聚吡咯可以導(dǎo)電。若 位有取代基,不能發(fā)生形成導(dǎo)電膜。Sharma[44]等人電化學(xué)測試發(fā)現(xiàn),在酸性電解量密度。圖 1-2 為聚吡咯的分
在金剛石微粉表面原位形成厚度可控、結(jié)合緊密的石墨烯層,并且可以保留金剛石的核心結(jié)構(gòu)。利用化學(xué)聚合的方法,使聚苯胺包覆在石墨化前后金剛石表面,可以觀察到片層狀的聚苯胺緊密包裹在石墨化前后金剛石表面,二者復(fù)合良好。3.1 原始及凈化后的金剛石金剛石表面存在硅氧雜質(zhì),可用 HF 去除其表面雜質(zhì),得到表面潔凈的金剛石3.1.1 元素分析圖 3-1(a),(b)是 1 μm 原始及用 HF 處理后的金剛石的元素的 EDS 圖譜,表3-1 為這兩個樣品的元素含量表。從圖和表中可看出,1 μm 原始金剛石有 C,O 元素沒有檢測到雜質(zhì)存在。這是由于雜質(zhì)含量過低,低于檢測限,所以沒有檢測到。用HF 處理后,檢測到有 C,O。沒有檢測到有雜質(zhì)存在。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電化學(xué)法制備的聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)及性能研究[J]. 王新海,馬珍珍. 現(xiàn)代化工. 2019(05)
[2]Ni-Cr合金釬料激光釬焊金剛石表面金屬化[J]. 李晉禹,張明軍,胡永樂,朱彬,張健,毛聰,劉其城. 激光技術(shù). 2020(01)
[3]金剛石鋸片基體用鋼75Cr1的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線研究[J]. 孫宜強(qiáng),甘曉龍,汪水澤,蔡珍. 熱加工工藝. 2019(04)
[4]拼焊式金剛石圓鋸片基體制造技術(shù)及在石材開采中的應(yīng)用[J]. 李春林. 石材. 2019(03)
[5]金剛石含量對釬料耐磨性的影響[J]. 楊占堯. 熱加工工藝. 2019(03)
[6]硼摻雜金剛石薄膜電極在酸堿鹽中的電化學(xué)性質(zhì)研究[J]. 許青波,王傳新,代凱,鐘艷,王旭杰,王濤,王升高. 真空與低溫. 2018(05)
[7]石墨烯-聚苯胺類超級電容器復(fù)合電極材料[J]. 鮑長遠(yuǎn),韓家軍,程瑾寧,張瑞濤. 化學(xué)進(jìn)展. 2018(09)
[8]硼摻雜金剛石薄膜電極的制備及電化學(xué)行為研究[J]. 呂江維,賈文婷,魏亞青,王鑫,趙有成,華萌茁,陸勤怡,崔聞宇. 化工新型材料. 2018(08)
[9]B摻雜金剛石電極的制備、特性及其表面改性技術(shù)[J]. 徐燕軍,柳學(xué)全. 粉末冶金工業(yè). 2018(03)
[10]銀/金剛石微粉復(fù)合材料對硝酸鹽紅外吸收特性的影響[J]. 汪潔生,徐明嬋,李春,元光. 光譜學(xué)與光譜分析. 2017(09)
博士論文
[1]聚苯胺/石墨烯復(fù)合物的可控制備及其電化學(xué)電容性質(zhì)[D]. 羅志虹.華中科技大學(xué) 2014
[2]納米金剛石石墨化轉(zhuǎn)變以及納米金剛石/銅復(fù)合材料的制備與性能[D]. 喬志軍.天津大學(xué) 2007
碩士論文
[1]靜態(tài)高壓下有機(jī)碳源合成金剛石的研究[D]. 李振.鄭州大學(xué) 2018
[2]銀/金剛石微粉復(fù)合材料對海洋營養(yǎng)鹽紅外吸收特性的影響研究[D]. 徐明嬋.中國海洋大學(xué) 2015
[3]納米金剛石的表面功能化研究[D]. 劉若錦.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[4]氧化還原法制備石墨烯及性能研究[D]. 周銀.沈陽大學(xué) 2013
[5]人工合成金剛石的晶體形態(tài)、雜質(zhì)缺陷、顏色及其對金剛石性能表征參數(shù)的影響[D]. 柯?lián)碥?吉林大學(xué) 2005
[6]納米金剛石結(jié)構(gòu)、表面狀態(tài)分析及其處理方法[D]. 鄒芹.燕山大學(xué) 2004
本文編號:3358250
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