本文關(guān)鍵詞：離子液體熱合成法制備釩酸銅材料及其性能研究

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【摘要】：釩酸銅是一種重要的功能性材料,因其獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)及催化性能而受到廣泛關(guān)注。離子液體因其蒸汽壓低、熱穩(wěn)定性好、陽離子長程有序及環(huán)境友好等性質(zhì)而被引入到無機(jī)納米材料的合成中來,在制備多孔及特殊形貌的材料方面具有良好的前景。到目前為止,雖然合成釩酸鹽的文獻(xiàn)較多,但是將離子熱法用于制備釩酸銅材料還未見報(bào)道。本文采用離子熱合成法制備釩酸銅材料,其中離子液體和低共熔混合物既為溶劑又作為模板劑。對(duì)所制備材料的組成、形貌及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的探究,并對(duì)其電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了初步的探究。具體的研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)以溴化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Br)作為溶劑及模板劑合成釩酸銅材料。采用X射線衍射光譜法(XRD)、掃描電子顯微鏡法(SEM)對(duì)其結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征,并對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行了初步的研究。該材料為立方晶系的花球形貌,同時(shí)具有較好的結(jié)晶度,還具有較好的熱穩(wěn)定性及電化學(xué)性能。將離子熱法制備的釩酸銅與水熱合成的釩酸銅在同等條件下進(jìn)行電化學(xué)性能研究,離子熱法制備材料的性能高于水熱法制備的材料性能。(2)以尿素/氯化膽堿形成的離子型低共熔混合物作為反應(yīng)介質(zhì),以偏釩酸銨和氯化銅為原料,采用離子熱合成法制備釩酸銅材料。通過一系列表征得知,該材料由立方晶系的片狀形貌。將低共熔體系制備的釩酸銅與水熱合成的釩酸銅在同等條件下進(jìn)行電化學(xué)性能研究,低共熔體系制備材料的性能高于水熱法制備的材料性能。(3)以低共熔離子液體和水熱混合體系為反應(yīng)介質(zhì)制備釩酸銅材料。采用X射線衍射光譜法(XRD)、掃描電子顯微鏡法(SEM)對(duì)其結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征,并對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行了初步的研究。并對(duì)合成條件如反應(yīng)時(shí)間、溫度、及離子液體加入量等因素進(jìn)行優(yōu)化,制備出結(jié)構(gòu)、形貌較好的材料,提高材料的穩(wěn)定性,同時(shí)提高材料的電化學(xué)性能。
【關(guān)鍵詞】：釩酸銅 離子液體 低共熔混合物 水熱法 電化學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ131.21;TB34
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 釩酸銅材料的概述12-17
• 1.2.1 Cu-V-O化合物12-13
• 1.2.2 其他元素?fù)诫s化合物13-14
• 1.2.3 釩酸銅材料的制備方法14-16
• 1.2.4 釩酸銅材料的應(yīng)用16-17
• 1.3 離子液體的概述17-20
• 1.3.1 離子液體的分類18
• 1.3.2 離子液體制備18
• 1.3.3 離子液體的應(yīng)用18-20
• 1.4 低共熔混合物的概述20-22
• 1.4.1 低共熔混合物的性質(zhì)20
• 1.4.2 低共熔混合物的合成20
• 1.4.3 低共熔混合物的應(yīng)用20-22
• 1.5 本課題的工作設(shè)想22-23
• 第2章 離子液體熱合成釩酸銅材料23-30
• 2.1 前言23-24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分24-26
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑24
• 2.2.2 儀器與設(shè)備24-25
• 2.2.3 離子液體[Bmim]Br的 合成25
• 2.2.4 離子熱合成釩酸銅材料25
• 2.2.5 水熱合成釩酸銅材料25-26
• 2.2.6 釩酸銅材料表征26
• 2.2.7 釩酸銅電化學(xué)性能測試26
• 2.3 結(jié)果與討論26-29
• 2.3.1 X-射 線衍射分析26-27
• 2.3.2 掃描電鏡分析27-28
• 2.3.3 電化學(xué)性能測試28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 低共熔混合物體系中合成釩酸銅材料30-36
• 3.1 前言30
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分30-33
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑30-31
• 3.2.2 儀器與設(shè)備31-32
• 3.2.3 低共熔混合物的制備32
• 3.2.4 低共熔體系下合成釩酸銅材料32
• 3.2.5 水熱合成釩酸銅32
• 3.2.6 釩酸銅材料表征32
• 3.2.7 釩酸銅電化學(xué)性能測試32-33
• 3.3 結(jié)果與討論33-35
• 3.3.1 X-射 線衍射分析33
• 3.3.2 掃描電鏡分析33-34
• 3.3.3 電化學(xué)性能測試34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第4章 離子液體輔助水熱法制備釩酸銅材料36-52
• 4.1 前言36-37
• 4.2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器37-39
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑37
• 4.2.2 儀器與設(shè)備37-38
• 4.2.3 新型離子液體的合成38
• 4.2.4 離子液體輔助水熱法制備釩酸銅38
• 4.2.5 釩酸銅材料表征38
• 4.2.6 釩酸銅電化學(xué)性能測試38-39
• 4.3 結(jié)果與討論39-50
• 4.3.1 反應(yīng)時(shí)間對(duì)于制備釩酸銅材料的影響39-42
• 4.3.2 溶液pH值對(duì)于制備釩酸銅材料的影響42-44
• 4.3.3 反應(yīng)溫度對(duì)于制備釩酸銅材料的影響44-47
• 4.3.4 離子液體加入量對(duì)于制備釩酸銅材料的影響47-49
• 4.3.5 優(yōu)化條件下制備的釩酸銅材料49-50
• 4.3.6 電化學(xué)性能測試50
• 4.4 本章小結(jié)50-52
• 結(jié)論52-53
• 參考文獻(xiàn)53-62
• 致謝62-63
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄63

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：619448