本文選題：柔性TiO2/G網(wǎng)布　切入點(diǎn)：TiO2/G/Cu2O復(fù)合材料　出處：《南昌航空大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：環(huán)境污染和能源危機(jī)是當(dāng)今影響人類社會生存與發(fā)展的兩大重要問題,石墨稀因其載流子是無質(zhì)量的狄拉克費(fèi)米子,故而在材料界掀起了一個石墨稀的黃金時代,制備各種基于石墨烯的復(fù)合納米材料以改善和增強(qiáng)材料在光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)和機(jī)械性能,用于環(huán)境修復(fù)和能源研究是目前的研究熱點(diǎn)。本課題開發(fā)了一種操作安全、低能耗、環(huán)境友好的大面積多孔石墨烯網(wǎng)布靜態(tài)碳氛圍化學(xué)氣相沉積(CVD)制備技術(shù);并將制備的多孔泡沫型的石墨烯網(wǎng)布為基底,采用Pt、Ru貴金屬納米粒子沉積和窄帶隙半導(dǎo)體復(fù)合修飾,分別應(yīng)用于甲醇燃料電池的陽極材料和應(yīng)用于水環(huán)境中持久性污染物的去除。具體研究內(nèi)容如下:(1)在傳統(tǒng)的CVD法上進(jìn)行改進(jìn),用泡沫狀的鎳網(wǎng)為基底,采用低成本的固體聚乙二醇6000(PEG6000)為碳源,氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣,用普通的管式爐在較低溫度下靜態(tài)碳氛圍煅燒制備多孔大面積泡沫狀石墨烯(2cm×4cm),通過調(diào)控碳源量和溫度等條件來探索高質(zhì)量多孔石墨烯網(wǎng)布的制備條件。研究發(fā)現(xiàn),控制碳源量為0.15g,采用相對傳統(tǒng)氣相沉積法較低的溫度(600°C)就能獲得塊狀齊整,均勻美觀的高質(zhì)量石墨烯。再用電化學(xué)方法在多孔型泡沫狀石墨烯上電沉積粒徑3-5nm的Pt、Ru粒子,組建出了高催化性能,強(qiáng)抗CO毒性,長使用壽命的甲醇燃料電池的陽極材料。(2)將商業(yè)鈦絲編織成柔性鈦絲網(wǎng)布(1cm×4cm),陽極氧化成高度有序的柔性TiO2網(wǎng)布,再鍍上一層鎳膜用做基底,采用PEG6000為碳源,氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣,用普通的管式爐在較低溫度下靜態(tài)碳氛圍化學(xué)氣相沉積制備二氧化鈦和石墨烯的復(fù)合物。因?yàn)殒嚭投趸伳艽呋療o定形碳向石墨烯碳的轉(zhuǎn)換,故高溫使TiO2納米管晶化度提高的同時,PEG6000分解的碳原子轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的石墨烯原位生長于TiO2納米管網(wǎng)布上。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)PEG6000用量為0.15g,保持管式爐2°C min-1的加熱速率升溫至600°C,熱處理6 h,再以2°C min-1的降溫速率冷卻至室溫時,石墨烯均勻的覆蓋在TiO2納米管的外壁上。此外,由于Ni催化劑在600°C時發(fā)生形變而不氣化,且在TiO2納米管內(nèi)壁的毛細(xì)作用下,在TiO2納米管內(nèi)部形成了竹節(jié)狀的石墨烯節(jié)。所制備的TiO2/G具有良好的催化性能并呈現(xiàn)新穎的形貌。TiO2納米管的晶型以高活性的銳鈦礦型為主。(3)通過脈沖電沉積技術(shù),在制備的柔性TiO2/G網(wǎng)布復(fù)合材料上電沉積Cu顆粒,再在1MNaOH溶液中0.5V電壓陽極氧化半小時,在TiO2/G網(wǎng)布上沉積生長布滿毛刺的立方體Cu2O顆粒。利用TiO2/G網(wǎng)布優(yōu)異的電子傳輸能力,Cu2O的窄禁帶寬度(2.17ev)和新穎的結(jié)構(gòu),將這種穩(wěn)定的三元復(fù)合材料用于水環(huán)境中內(nèi)分泌干擾物質(zhì)雙酚A的去除,去除率達(dá)到91.7%。并研究發(fā)現(xiàn)在TiO2/G/Cu2O降解雙酚A的過程中,空穴起主要降解作用,氧負(fù)自由基和羥基自由基起次要降解作用,利用高效液相色譜和質(zhì)譜分析BPA降解機(jī)理和路徑,發(fā)現(xiàn)降解過程只有三種簡單中間產(chǎn)物生成,沒有再生成具備內(nèi)分泌干擾作用的中間降解產(chǎn)物。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB33;X703

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本文編號：1684920