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

【摘要】：環(huán)境污染和能源危機是當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合納米材料以改善和增強材料在光學、電學、磁學和機械性能,用于環(huán)境修復和能源研究是目前的研究熱點。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)碳氛圍化學氣相沉積(CVD)制備技術;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體復合修飾,分別應用于甲醇燃料電池的陽極材料和應用于水環(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法上進行改進,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,氮氣為保護氣,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,氮氣為保護氣,用普通的管式爐在較低溫度下靜態(tài)碳氛圍化學氣相沉積制備二氧化鈦和石墨烯的復合物。因為鎳和二氧化鈦能催化無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,在制備的柔性TiO2/G網(wǎng)布復合材料上電沉積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)和新穎的結構,將這種穩(wěn)定的三元復合材料用于水環(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]:......
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB33;X703

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 ;科學家首次用納米管制造出石墨烯帶[J];電子元件與材料;2009年06期

2 ;石墨烯研究取得系列進展[J];高科技與產(chǎn)業(yè)化;2009年06期

3 ;新材料石墨烯[J];材料工程;2009年08期

4 ;日本開發(fā)出在藍寶石底板上制備石墨烯的技術[J];硅酸鹽通報;2009年04期

5 馬圣乾;裴立振;康英杰;;石墨烯研究進展[J];現(xiàn)代物理知識;2009年04期

6 傅強;包信和;;石墨烯的化學研究進展[J];科學通報;2009年18期

7 ;納米中心石墨烯相變研究取得新進展[J];電子元件與材料;2009年10期

8 徐秀娟;秦金貴;李振;;石墨烯研究進展[J];化學進展;2009年12期

9 張偉娜;何偉;張新荔;;石墨烯的制備方法及其應用特性[J];化工新型材料;2010年S1期

10 萬勇;馬廷燦;馮瑞華;黃健;潘懿;;石墨烯國際發(fā)展態(tài)勢分析[J];科學觀察;2010年03期

相關會議論文 前10條

1 成會明;;石墨烯的制備與應用探索[A];中國力學學會學術大會'2009論文摘要集[C];2009年

2 錢文;郝瑞;侯仰龍;;液相剝離制備高質(zhì)量石墨烯及其功能化[A];中國化學會第27屆學術年會第04分會場摘要集[C];2010年

3 張甲;胡平安;王振龍;李樂;;石墨烯制備技術與應用研究的最新進展[A];第七屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（第3分冊）[C];2010年

4 趙東林;白利忠;謝衛(wèi)剛;沈曾民;;石墨烯的制備及其微波吸收性能研究[A];第七屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（第7分冊）[C];2010年

5 沈志剛;李金芝;易敏;;射流空化方法制備石墨烯研究[A];顆粒學最新進展研討會——暨第十屆全國顆粒制備與處理研討會論文集[C];2011年

6 王冕;錢林茂;;石墨烯的微觀摩擦行為研究[A];2011年全國青年摩擦學與表面工程學術會議論文集[C];2011年

7 趙福剛;李維實;;樹枝狀結構功能化石墨烯[A];2011年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C];2011年

8 吳孝松;;碳化硅表面的外延石墨烯[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

9 周震;;后石墨烯和無機石墨烯材料:計算與實驗的結合[A];中國化學會第28屆學術年會第4分會場摘要集[C];2012年

10 周琳;周璐珊;李波;吳迪;彭海琳;劉忠范;;石墨烯光化學修飾及尺寸效應研究[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

相關重要報紙文章 前10條

1 姚耀;石墨烯研究取得系列進展[N];中國化工報;2009年

2 劉霞;韓用石墨烯制造出柔性透明觸摸屏[N];科技日報;2010年

3 記者 王艷紅;“解密”石墨烯到底有多奇妙[N];新華每日電訊;2010年

4 本報記者 李好宇 張們捷(實習) 特約記者 李季;石墨烯未來應用的十大猜想[N];電腦報;2010年

5 證券時報記者 向南;石墨烯貴過黃金15倍 生產(chǎn)不易炒作先行[N];證券時報;2010年

6 本報特約撰稿 吳康迪;石墨烯 何以結緣諾貝爾獎[N];計算機世界;2010年

7 記者 謝榮　通訊員 夏永祥 陳海泉 張光杰;石墨烯在泰實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化[N];泰州日報;2010年

8 本報記者 紀愛玲;石墨烯：市場未啟 炒作先行[N];中國高新技術產(chǎn)業(yè)導報;2011年

9 周科競;再說石墨烯的是與非[N];北京商報;2011年

10 王小龍;新型石墨烯材料薄如紙硬如鋼[N];科技日報;2011年

相關博士學位論文 前10條

1 呂敏;雙層石墨烯的電和磁響應[D];中國科學技術大學;2011年

2 羅大超;化學修飾石墨烯的分離與評價[D];北京化工大學;2011年

3 唐秀之;氧化石墨烯表面功能化修飾[D];北京化工大學;2012年

4 王崇;石墨烯中缺陷修復機理的理論研究[D];吉林大學;2013年

5 盛凱旋;石墨烯組裝體的制備及其電化學應用研究[D];清華大學;2013年

6 姜麗麗;石墨烯及其復合薄膜在電極材料中的研究[D];西南交通大學;2015年

7 姚成立;多級結構石墨烯/無機非金屬復合材料的仿生合成及機理研究[D];安徽大學;2015年

8 伊丁;石墨烯吸附與自旋極化的第一性原理研究[D];山東大學;2015年

9 梁巍;基于石墨烯的氧還原電催化劑的理論計算研究[D];武漢大學;2014年

10 王義;石墨烯的模板導向制備及在電化學儲能和腫瘤靶向診療方面的應用[D];復旦大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 詹曉偉;碳化硅外延石墨烯以及分子動力學模擬研究[D];西安電子科技大學;2011年

2 王晨;石墨烯的微觀結構及其對電化學性能的影響[D];北京化工大學;2011年

3 苗偉;石墨烯制備及其缺陷研究[D];西北大學;2011年

4 蔡宇凱;一種新型結構的石墨烯納米器件的研究[D];南京郵電大學;2012年

5 金麗玲;功能化石墨烯的酶學效應研究[D];蘇州大學;2012年

6 黃凌燕;石墨烯拉伸性能與尺度效應的研究[D];華南理工大學;2012年

7 劉汝盟;石墨烯熱振動分析[D];南京航空航天大學;2012年

8 雷軍;碳化硅上石墨烯的制備與表征[D];西安電子科技大學;2012年

9 于金海;石墨烯的非共價功能化修飾及載藥系統(tǒng)研究[D];青島科技大學;2012年

10 李晶;高分散性石墨烯的制備[D];上海交通大學;2013年

，

本文編號：1684920