N摻雜管狀石墨烯及其復(fù)合材料的可控制備、性能及機理研究
發(fā)布時間：2021-08-08 04:15
N摻雜管狀石墨烯作為碳基納米材料家族的重要成員,它兼具了N摻雜石墨烯優(yōu)異的物理化學(xué)特性和中空管狀結(jié)構(gòu)的特點,使其在場發(fā)射和光致發(fā)光等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。目前,N摻雜管狀石墨烯及其復(fù)合材料的研究還處于起始階段,主要的制備方法為模板法。開發(fā)出一種簡單高效且低成本的無模板法來可控制備N摻雜管狀石墨烯及其復(fù)合材料的新工藝,進而探索其性能,是一項極具挑戰(zhàn)性的研究課題。本文采用一步無模板化學(xué)氣相沉積法,制備出N摻雜管狀石墨烯、N摻雜管狀石墨烯@C納米復(fù)合材料以及N摻雜管狀石墨烯@SiO2納米顆粒復(fù)合材料,結(jié)合產(chǎn)物表征結(jié)果,優(yōu)選出制備不同產(chǎn)物的最佳工藝參數(shù),并對產(chǎn)物的場發(fā)射和光致發(fā)光性能及相關(guān)機理進行了詳細研究。為N摻雜管狀石墨烯及其復(fù)合材料在場發(fā)射和光致發(fā)光等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:（1）采用一步無模板化學(xué)氣相沉積法,以C3H6N6為C源和N源,Si粉作為輔料,0.01mol·L-1的Ni（NO3）2·6H2<...
【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】：108 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
Pt納米管陣列的SEM圖像：(a)低放大倍數(shù)；(b)高倍率
1-2 (a)具有 250nm 孔徑的氧化鋁模板的 SEM ；(b)Pt-Cu 合金納米管陣列的 SEFig.1-2(a) SEM image of alumina template with 250 nm pore diameter, (b) SEM imPt–Cu alloy nanotube array[8]了單一元素的金屬納米管外，科研工作者還開發(fā)制備了不同種類的管陣列并對其性能開展了一系列的研究。Sun 等人[6]以利用金屬輔法合成的硅納米線為模板，通過射頻磁控濺射技術(shù)在硅納米線上濺 KOH 蝕刻劑溶液對產(chǎn)物進行處理，制備出核心銅納米管陣列，最
且這類物質(zhì)具有與單質(zhì)完全不同的晶體結(jié)構(gòu)，多數(shù)易溶于酸。常見的化物納米管有 ZnO 納米管、TiO2納米管、Al2O3納米管、ZrO2納米管、F米管、Fe2O3納米管、SnO 納米管，其中 ZnO 納米管、TiO2納米管等在文究報道的較多。目前，對于 ZnO 納米管的研究較多，文獻中報道制備 ZnO 納米管的方接煅燒法或兩步電化學(xué)法制備[ ]。兩步電化學(xué)法制備 ZnO 納米管就是先采或電沉積等方法制備出 ZnO 納米棒，然后在酸或堿中，對 ZnO 納米棒進刻蝕，最后獲得中空結(jié)構(gòu)的 ZnO 納米管。Wei 的科研團隊利用兩步化學(xué)法 ZnO 納米管[9]。產(chǎn)物如圖 1-3 所示，他們是以(CH3COO)2Zn·2H2O 為原料水熱法制備出 ZnO 納米棒（圖 1-3a），然后將 ZnO 納米棒浸入 KOH 溶液刻蝕，在 80℃下持續(xù) 3h，最后獲得 ZnO 納米管（圖 1-3b）。Kong 等人[10]接煅燒法，在管式爐中通過物理蒸發(fā) ZnO 和石墨粉末的混合物，在 Au 涂襯底上合成出 ZnO 納米管，并且所制備的 ZnO 納米管是單晶。Ashfold 等經(jīng)使用水熱法在 PLD-ZnO 膜涂覆的 Si 晶片上合成了精準有序的超薄 ZnO /納米棒陣列。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]石墨烯納米帶的制備方法[J]. 于璇,劉一,葉雨萌,肖勝雄. 上海師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[2]石墨烯量子點制備方法研究進展[J]. 刁玉琦,李鐵寧. 電源技術(shù). 2017(08)
[3]石墨烯合成及應(yīng)用研究進展[J]. 黨民團,麻小強. 渭南師范學(xué)院學(xué)報. 2017(04)
[4]石墨烯物理性質(zhì)及應(yīng)用研究[J]. 夏曉春. 赤峰學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(02)
[5]石墨烯材料及其應(yīng)用[J]. 曹宇臣,郭鳴明. 石油化工. 2016(10)
[6]螺旋碳納米管的氟化及其光致發(fā)光性能研究[J]. 紀來奎,文劍鋒,曹雪麗. 化工新型材料. 2016(04)
[7]石墨烯摻雜研究進展[J]. 胡榮炎,賈昆鵬,陳陽,戰(zhàn)俊,粟雅娟. 微納電子技術(shù). 2015(11)
[8]面向應(yīng)用的石墨烯制備研究進展[J]. 何大方,吳健,劉戰(zhàn)劍,沈麗明,汪懷遠,暴寧鐘. 化工學(xué)報. 2015(08)
[9]石墨烯的電子結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用進展[J]. 梁彤祥,劉娟,王晨. 材料工程. 2014(06)
[10]石墨烯/半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)在光催化方面的應(yīng)用研究進展[J]. 楊凌玲,周涵,范同祥. 材料導(dǎo)報. 2014(07)
碩士論文
[1]氮摻雜石墨烯基氧還原催化劑的制備及其電化學(xué)催化活性研究[D]. 李世華.寧波大學(xué) 2017
本文編號：3329205
【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】：108 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
Pt納米管陣列的SEM圖像：(a)低放大倍數(shù)；(b)高倍率
1-2 (a)具有 250nm 孔徑的氧化鋁模板的 SEM ；(b)Pt-Cu 合金納米管陣列的 SEFig.1-2(a) SEM image of alumina template with 250 nm pore diameter, (b) SEM imPt–Cu alloy nanotube array[8]了單一元素的金屬納米管外，科研工作者還開發(fā)制備了不同種類的管陣列并對其性能開展了一系列的研究。Sun 等人[6]以利用金屬輔法合成的硅納米線為模板，通過射頻磁控濺射技術(shù)在硅納米線上濺 KOH 蝕刻劑溶液對產(chǎn)物進行處理，制備出核心銅納米管陣列，最
且這類物質(zhì)具有與單質(zhì)完全不同的晶體結(jié)構(gòu)，多數(shù)易溶于酸。常見的化物納米管有 ZnO 納米管、TiO2納米管、Al2O3納米管、ZrO2納米管、F米管、Fe2O3納米管、SnO 納米管，其中 ZnO 納米管、TiO2納米管等在文究報道的較多。目前，對于 ZnO 納米管的研究較多，文獻中報道制備 ZnO 納米管的方接煅燒法或兩步電化學(xué)法制備[ ]。兩步電化學(xué)法制備 ZnO 納米管就是先采或電沉積等方法制備出 ZnO 納米棒，然后在酸或堿中，對 ZnO 納米棒進刻蝕，最后獲得中空結(jié)構(gòu)的 ZnO 納米管。Wei 的科研團隊利用兩步化學(xué)法 ZnO 納米管[9]。產(chǎn)物如圖 1-3 所示，他們是以(CH3COO)2Zn·2H2O 為原料水熱法制備出 ZnO 納米棒（圖 1-3a），然后將 ZnO 納米棒浸入 KOH 溶液刻蝕，在 80℃下持續(xù) 3h，最后獲得 ZnO 納米管（圖 1-3b）。Kong 等人[10]接煅燒法，在管式爐中通過物理蒸發(fā) ZnO 和石墨粉末的混合物，在 Au 涂襯底上合成出 ZnO 納米管，并且所制備的 ZnO 納米管是單晶。Ashfold 等經(jīng)使用水熱法在 PLD-ZnO 膜涂覆的 Si 晶片上合成了精準有序的超薄 ZnO /納米棒陣列。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]石墨烯納米帶的制備方法[J]. 于璇,劉一,葉雨萌,肖勝雄. 上海師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[2]石墨烯量子點制備方法研究進展[J]. 刁玉琦,李鐵寧. 電源技術(shù). 2017(08)
[3]石墨烯合成及應(yīng)用研究進展[J]. 黨民團,麻小強. 渭南師范學(xué)院學(xué)報. 2017(04)
[4]石墨烯物理性質(zhì)及應(yīng)用研究[J]. 夏曉春. 赤峰學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(02)
[5]石墨烯材料及其應(yīng)用[J]. 曹宇臣,郭鳴明. 石油化工. 2016(10)
[6]螺旋碳納米管的氟化及其光致發(fā)光性能研究[J]. 紀來奎,文劍鋒,曹雪麗. 化工新型材料. 2016(04)
[7]石墨烯摻雜研究進展[J]. 胡榮炎,賈昆鵬,陳陽,戰(zhàn)俊,粟雅娟. 微納電子技術(shù). 2015(11)
[8]面向應(yīng)用的石墨烯制備研究進展[J]. 何大方,吳健,劉戰(zhàn)劍,沈麗明,汪懷遠,暴寧鐘. 化工學(xué)報. 2015(08)
[9]石墨烯的電子結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用進展[J]. 梁彤祥,劉娟,王晨. 材料工程. 2014(06)
[10]石墨烯/半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)在光催化方面的應(yīng)用研究進展[J]. 楊凌玲,周涵,范同祥. 材料導(dǎo)報. 2014(07)
碩士論文
[1]氮摻雜石墨烯基氧還原催化劑的制備及其電化學(xué)催化活性研究[D]. 李世華.寧波大學(xué) 2017
本文編號：3329205
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