碳納米管(CNTs)由于具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能而廣泛應(yīng)用于吸附材料、催化劑載體及超級(jí)電容器中。本文以鐵、鈷和鎳單金屬及雙金屬納米顆粒為催化劑,采用催化裂解聚乙烯的方法制備了CNTs,研究了熱解溫度、催化劑含量和催化劑種類以及保護(hù)劑種類和用量對(duì)聚乙烯催化裂解制備碳納米管的影響,并對(duì)其吸附有機(jī)染料的性能進(jìn)行了研究;而后,在此基礎(chǔ)上制備了氧化石墨烯/碳納米管超輕氣凝膠,對(duì)其吸附油性液態(tài)介質(zhì)的性能進(jìn)行了研究。研究表明:(1)以聚乙烯為碳源,以硝酸鐵、硝酸鈷和硝酸鎳為催化劑前驅(qū)體,采用催化熱解的方法制備了碳納米管。三種催化劑催化CNTs生長(zhǎng)的活性依次為Ni>Fe>Co,以Ni為催化劑更有利于碳納米管的生長(zhǎng);碳納米管的適宜制備條件為973 K/2 h,催化劑的適宜用量為0.75 wt%;所制備碳納米管的直徑約為30⁵0nm,長(zhǎng)度約為數(shù)十微米,且其長(zhǎng)徑比高達(dá)1500。(2)以聚乙烯為原料,以FeNi、FeCo及NiCo的雙金屬納米顆粒為催化劑,在氬氣氣氛下,通過(guò)催化熱解的方法制備了碳納米管。NiCo與FeCo雙金屬納米顆粒催化劑不利于CNTs的生長(zhǎng),FeNi雙金屬納...

【文章頁(yè)數(shù)】：108 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 前言
    1.2 以鐵為催化劑催化裂解塑料制備CNTs
    1.3 以鎳為催化劑催化裂解塑料制備CNTs
    1.4 以鈷為催化劑催化裂解塑料制備CNTs
    1.5 以Ni-M(M=Mn、Mo及 Fe)為催化劑催化裂解塑料制備CNTs
    1.6 碳納米管的吸附性能研究
        1.6.1 碳納米管在吸附方面的應(yīng)用
            1.6.1.1 碳納米管對(duì)水中重金屬離子的吸附
            1.6.1.2 碳納米管對(duì)水中無(wú)機(jī)非金屬離子的吸附
            1.6.1.3 碳納米管對(duì)水中有機(jī)物的吸附
    1.7 論文的目的、意義及主要內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 實(shí)驗(yàn)制備及工藝研究
        2.2.1 Fe、Co及 Ni單金屬納米顆粒催化聚乙烯塑料熱解制備CNTs
        2.2.2 FeCo、FeNi及 CoNi雙金屬納米顆粒催化聚乙烯塑料熱解制備CNTs
        2.2.3 保護(hù)劑種類及用量對(duì)單金屬催化劑催化熱解聚乙烯塑料生成CNTs的影響
        2.2.4 CNTs/石墨烯氣凝膠的制備
    2.3 實(shí)驗(yàn)表征
        2.3.1 熱重/質(zhì)譜分析
        2.3.2 物相分析
        2.3.3 石墨化度表征
        2.3.4 殘?zhí)悸时碚?br>        2.3.5 顯微形貌
        2.3.6 比表面積(BET)
        2.3.7 潤(rùn)濕角的測(cè)定
        2.3.8 吸附性能的測(cè)定
        2.3.9 磁性能的測(cè)定
        2.3.10 晶粒度計(jì)算
        2.3.11 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)
        2.3.12 X射線光電子能譜光譜(XPS)
第3章 Fe、Co和 Ni納米顆粒催化熱解聚乙烯制備碳納米管
    3.1 Ni納米顆粒催化熱解廢棄聚乙烯制備納米碳管
        3.1.1 熱解溫度對(duì)制備碳納米管的影響
        3.1.2 Ni加入量對(duì)催化熱解廢棄聚乙烯生成CNTs的影響
        3.1.3 Ni催化熱解廢棄聚乙烯生成CNTs的機(jī)理
        3.1.4 碳納米管對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附性能
    3.2 Co納米顆粒催化熱解廢棄聚乙烯制備碳纖維
        3.2.1 Co-O-C體系熱力學(xué)計(jì)算
        3.2.2 溫度對(duì)Co催化熱解聚乙烯生成碳纖維的影響
        3.2.3 Co加入量對(duì)催化熱解聚乙烯生成碳纖維的影響
        3.2.4 Co催化熱解聚乙烯所制備碳纖維的TEM表征
        3.2.5 碳纖維對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附性能
    3.3 Fe催化熱解廢棄聚乙烯制備碳納米管
    3.4 Fe、Co和 Ni催化熱解聚乙烯制備一維碳材料的對(duì)比
    3.5 小結(jié)
第4章 FeNi、NiCo及 FeCo雙金屬納米顆粒催化熱解聚乙烯制備碳納米管
    4.1 FeNi雙金屬納米顆粒催化熱解聚乙烯制備碳納米管
        4.1.1 溫度對(duì)FeNi雙金屬納米顆粒催化熱解聚乙烯制備碳納米管的影響
        4.1.2 FeNi雙金屬納米顆粒加入量對(duì)催化熱解聚乙烯制備碳納米管的影響.
        4.1.3 FeNi雙金屬納米顆粒摩爾比對(duì)催化熱解聚乙烯制備碳納米管的影響.
        4.1.4 FeNi雙金屬納米顆粒催化熱解聚乙烯所制備碳納米管的TEM表征..
    4.2 NiCo雙金屬納米顆粒催化熱解聚乙烯制備碳納米管
        4.2.1 溫度對(duì)NiCo雙金屬納米顆粒催化熱解聚乙烯制備碳納米管的影響..
        4.2.2 NiCo雙金屬納米顆粒加入量對(duì)催化熱解聚乙烯制備碳納米管的影響
        4.2.3 NiCo雙金屬納米顆粒摩爾比對(duì)催化熱解聚乙烯制備碳納米管的影響
        4.2.4 NiCo雙金屬納米顆粒催化熱解聚乙烯制備碳納米管的TEM表征
    4.3 FeCo雙金屬納米顆粒催化熱解聚乙烯制備碳納米管
    4.4 FeNi、NiCo及 FeCo雙金屬納米顆粒催化熱解聚乙烯制備碳納米管的對(duì)比
    4.5 小結(jié)
第5章 保護(hù)劑種類及用量對(duì)單金屬納米顆粒催化熱解聚乙烯制備碳納米管的影響
    5.1 保護(hù)劑作用下Co納米顆粒催化劑催化熱解聚乙烯制備碳納米管
        5.1.1 保護(hù)劑種類對(duì)制備碳納米管的影響
        5.1.2 油胺與保護(hù)劑比例對(duì)制備碳納米管的影響
        5.1.3 反應(yīng)溫度對(duì)制備碳納米管的影響
        5.1.4 催化劑用量對(duì)制備碳納米管的影響
        5.1.5 碳納米管的TEM表征
        5.1.6 碳納米管對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附性能
    5.2 保護(hù)劑作用下Ni納米顆粒催化熱解聚乙烯制備碳納米管
        5.2.1 保護(hù)劑種類對(duì)制備碳納米管的影響
        5.2.2 保護(hù)劑用量對(duì)制備碳納米管的影響
        5.2.3 反應(yīng)溫度對(duì)制備碳納米管的影響
        5.2.4 催化劑用量對(duì)制備碳納米管的影響
        5.2.5 碳納米管的顯微結(jié)構(gòu)
    5.3 保護(hù)劑作用下Fe納米顆粒催化熱解聚乙烯制備碳納米管
    5.4 保護(hù)劑作用下的Fe、Co和 Ni催化熱解聚乙烯制備碳納米管的對(duì)比
    5.5 小結(jié)
第6章 CNTs/石墨烯超輕氣凝膠的制備及其油性液態(tài)介質(zhì)吸附性能
    6.1 固含量對(duì)制備CNTs/石墨烯氣凝膠的影響
        6.1.1 超輕氣凝膠的彈性及密度
        6.1.2 超輕氣凝膠吸附性能
    6.2 CNTs的含量對(duì)制備CNTs/石墨烯氣凝膠的影響
        6.2.1 超輕氣凝膠彈性表征
        6.2.2 超輕氣凝膠的水潤(rùn)濕性能及吸附性能
    6.3 超輕氣凝膠的微觀結(jié)構(gòu)表征
    6.4 小結(jié)
第7章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目



本文編號(hào)：4001184