液態(tài)廢棄物是生產(chǎn)生活過程中一種未得到有效處置且具有一定利用價值的資源,包括焦油組分中的芳香烴和核廢料萃取液中的正十二烷等烴類物質(zhì)。低溫等離子體技術(shù)具有能量密度高、反應參數(shù)可控、應用范圍廣泛的特點,尤其是射頻感應耦合等離子體（ICP）,在烴類物質(zhì)制備納米材料的工藝中顯示出優(yōu)異的適用性。ICP等離子體輔助化學氣相沉積法（ICPECVD）能夠定向制備具有特定形貌和結(jié)構(gòu)的碳材料,如石墨烯;石墨烯具有優(yōu)異的導電性能,可摻雜在析氫反應（HER）的催化電極材料中,從而進一步提高碳材料的附加價值。本文采用射頻感應耦合等離子體實驗系統(tǒng),開展了正十二烷裂解的反應特性和材料制備性能研究;此外,將所得到的碳材料與過渡金屬二硫化物（TMDs）摻雜,研究復合材料的析氫反應催化特性,并采用DFT量子力學計算提供理論支撐。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）采用SEM、拉曼光譜、氣相色譜等技術(shù)手段,對射頻感應耦合等離子體裂解正十二烷所制備的碳材料和氣相產(chǎn)物進行了全面的表征和分析。石墨烯的形貌結(jié)構(gòu)受到等離子體輸入功率、氣體比例、液體進樣速率和反應溫度的影響,在500 W,H₂/Ar=5:10,30... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 液態(tài)廢棄物
        1.2.1 液態(tài)廢棄物中的烴
        1.2.2 焦油組分—輕質(zhì)芳香烴
        1.2.3 核廢料萃取液—正十二烷
    1.3 等離子體技術(shù)
        1.3.1 等離子體概念
        1.3.2 等離子體種類
        1.3.3 等離子體裂解液態(tài)烴技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 射頻感應耦合等離子體技術(shù)
        1.4.1 射頻感應耦合等離子體原理與特性
        1.4.2 射頻感應耦合等離子體裂解液態(tài)烴技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.5 石墨烯
        1.5.1 石墨烯概念及特性
        1.5.2 石墨烯制備技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.5.3 石墨烯應用方向—電解水半反應（析氫反應）
    1.6 全文研究內(nèi)容和思路
2 實驗系統(tǒng)及評價方法
    2.1 引言
    2.2 射頻感應耦合等離子體裂解液態(tài)烴實驗系統(tǒng)
    2.3 石墨烯負載過渡金屬硫化物制備析氫反應電極實驗系統(tǒng)
    2.4 檢測分析手段
        2.4.1 裂解效果評價
        2.4.2 材料特性表征
        2.4.3 電化學檢測
    2.5 量子力學計算
3 射頻感應耦合等離子體裂解正十二烷制備石墨烯實驗研究
    3.1 引言
    3.2 射頻感應耦合等離子體裂解甲烷的前序?qū)嶒炑芯?
    3.3 碳材料（石墨烯）分析
        3.3.1 等離子體輸入功率的影響
        3.3.2 氫氣/氬氣比例的影響
        3.3.3 正十二烷進樣速率的影響
        3.3.4 反應溫度的影響
        3.3.5 石墨烯結(jié)構(gòu)分析
    3.4 射頻感應耦合等離子體裂解正十二烷效果分析
        3.4.1 石墨烯負載量分析
        3.4.2 氣相產(chǎn)物分析
    3.5 本章小結(jié)
4 基于石墨烯制備析氫反應電極實驗研究
    4.1 引言
    4.2 石墨烯/鎳/二硫化鉬復合材料制備
        4.2.1 MoS_2/VGNS/Ni的制備
        4.2.2 MoS_2/Ni的制備
    4.3 石墨烯/鎳/二硫化鉬復合材料表征
        4.3.1 SEM分析
        4.3.2 EDS分析
        4.3.3 拉曼光譜分析
        4.3.4 HR-TEM分析
        4.3.5 XPS分析
    4.4 石墨烯/鎳/二硫化鉬復合材料電化學測試
        4.4.1 復合材料線性伏安（LSV）特性分析
        4.4.2 復合材料電化學阻抗譜（EIS）分析
        4.4.3 復合材料循環(huán)伏安（CV）特性分析
    4.5 本章小結(jié)
5 石墨烯基底電極材料的電化學計算及機理研究
    5.1 引言
    5.2 催化電極電子特性參數(shù)計算
    5.3 密度泛函理論（DFT）模型與計算
    5.4 異質(zhì)結(jié)構(gòu)表面氫吸附的吉布斯自由能計算
    5.5 DFT計算結(jié)果分析研究
        5.5.1 態(tài)密度（DOS）與肖特基勢壘（SBH）分析
        5.5.2 兩種析氫反應路徑中自由能勢壘分析
    5.6 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)與展望
    6.1 研究總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 未來工作展望
參考文獻
作者簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]天然氣重烴脫除改造[J]. 張瑞.  山東化工. 2018(19)
[2]石油煉制加工及常用工藝流程介紹[J]. 張強.  科學技術(shù)創(chuàng)新. 2018(27)
[3]淺談控制液態(tài)烴中C5質(zhì)量的措施[J]. 董小倩.  化工管理. 2018(27)
[4]Experimental and simulation investigation of electrical and plasma parameters in a low pressure inductively coupled argon plasma[J]. 楊健,吳昂鍵,李曉東,劉陽,朱鳳森,陳志良,嚴建華,陳瑞娟,沈望俊.  Plasma Science and Technology. 2017(11)
[5]滑動弧等離子體處理三種染料廢水的研究[J]. 張路路,黃婭妮,王剛,李澤華,杜長明.  環(huán)境工程. 2016(12)
[6]石油污染土壤微生物修復技術(shù)研究進展[J]. 王悅明,王繼富,李鑫,陳丹寧,周禹瑩.  環(huán)境工程. 2014(08)
[7]國內(nèi)外乙丙橡膠現(xiàn)狀分析[J]. 陳瓊楓,王海彥,郭文莉,李樹新,閆新華.  當代化工. 2014(06)
[8]海外油田液化氣回收技術(shù)[J]. 李懷印.  石油與天然氣化工. 2010(03)
[9]介質(zhì)阻擋放電及其應用[J]. 王新新.  高電壓技術(shù). 2009(01)
[10]異丁烷催化脫氫制異丁烯技術(shù)研究[J]. 宋艷敏,孫守亮,孫振乾.  精細與專用化學品. 2006(17)

博士論文
[1]旋轉(zhuǎn)滑動弧等離子體裂解生活垃圾氣化焦油化合物的基礎(chǔ)研究[D]. 朱鳳森.浙江大學 2018
[2]基于低溫等離子的甲烷裂解固相產(chǎn)物表征及生物質(zhì)廢油裂解技術(shù)研究[D]. 吳昂鍵.浙江大學 2017
[3]協(xié)同驅(qū)動旋轉(zhuǎn)滑動弧溫等離子體重整甲烷/甲醇制氫基礎(chǔ)研究[D]. 張浩.浙江大學 2016
[4]感應耦合放電的碳氟等離子體行為及碳氟薄膜生長機理[D]. 黃松.蘇州大學 2005
[5]石油加工中烴類和硫化物組成表征的全二維氣相色譜方法及應用研究[D]. 花瑞香.中國科學院研究生院（大連化學物理研究所） 2005

碩士論文
[1]二硫化鉬復合材料的制備及其在析氫反應中的應用[D]. 陳果.西南大學 2018
[2]磁旋滑動弧等離子體裂解生活垃圾氣化焦油的實驗研究[D]. 顏欣.浙江大學 2018
[3]旋轉(zhuǎn)弧氫等離子體裂解丙烷制乙炔研究[D]. 房建威.浙江大學 2013



本文編號：3185402