環(huán)境污染及能源短缺是當今中國乃至世界的重大挑戰(zhàn)之一。開發(fā)新型的環(huán)境修復及能源儲存材料為解決以上問題提供了途徑。中空微/納結構由于其獨特的物理化學性質,包括大比表面積、低密度、可控的內部空腔以及良好的封裝能力,在環(huán)境修復及能源儲存領域展現(xiàn)出優(yōu)勢。本文針對目前中空微/納材料領域中存在的制備過程復雜、控制手段單一以及成型技術匱乏等難題,以構建具有高活性、大容量和良好穩(wěn)定性的環(huán)境修復及能源存儲材料為目標,圍繞著簡化合成路線、優(yōu)化結構組成、闡明形成機制以及模塊化成型四個方面,開展中空微/納材料的可控制備及其與污染物降解/檢測和能源儲存應用之間的構效關系研究。具體研究工作如下:（1）開發(fā)出多種新型合成策略,逐級簡化中空多孔碳球的制備過程、優(yōu)化其結構和性質并提升其電化學性能。在現(xiàn)有Stober-碳和硅/碳體系的基礎上,通過改變碳源、催化劑等合成條件,提出三聚氰胺修飾硅/碳組裝、乙二胺誘導硅/碳組裝及無表面活性劑自組裝三種反應機制,并可控制備出包括氮摻雜單層中空碳球、氮摻雜中空核殼碳球、氮摻雜雙層中空碳球在內的一系列多孔碳結構。所制備的碳球具有良好的分散性、均一規(guī)整的形貌、大比表面積（高達2464m2... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：195 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 中空微/納材料簡介
    1.2 中空微/納材料的合成及機理
        1.2.1 硬模板合成
            1.2.1.1 聚合物基硬模板
            1.2.1.2 二氧化硅基硬模板
            1.2.1.3 其他硬模板
        1.2.2 軟模板合成
            1.2.2.1 乳液基軟模板
            1.2.2.2 膠束/囊泡基軟模板
            1.2.2.3 氣泡基軟模板
            1.2.2.4 電噴霧法
        1.2.3 自模板合成
            1.2.3.1 表面保護刻蝕
            1.2.3.2 奧斯特瓦爾德熱成熟
            1.2.3.3 肯達爾效應
            1.2.3.4 電化學置換
    1.3 中空微/納材料的應用
        1.3.1 微/納載體和反應器
        1.3.2 生物醫(yī)藥
        1.3.3 能源儲存
        1.3.4 催化
        1.3.5 環(huán)境修復
        1.3.6 傳感器
    1.4 論文研究總體思路及主要內容
        1.4.1 論文研究總體思路
        1.4.2 論文研究主要內容
        1.4.3 技術路線
    參考文獻
2 功能化中空多孔碳球的結構設計及性能研究
    2.1 背景簡介
    2.2 三聚氰胺修飾硅/碳組裝路線制備氮摻雜中空介孔碳球及其性能研究
        2.2.1 引言
        2.2.2 實驗部分
        2.2.3 氮摻雜中空結構碳球的合成與表征
        2.2.4 氮摻雜中空結構介孔碳球的電化學性能研究
        2.2.5 本節(jié)小結
    2.3 有機胺誘導硅/碳自組裝路線制備氮摻雜中空介孔碳球及其性能研究
        2.3.1 引言
        2.3.2 實驗部分
        2.3.3 氮摻雜中空結構碳球的合成與表征
        2.3.4 氮摻雜中空結構介孔碳球的電化學性能測試
        2.3.5 本節(jié)小結
    2.4 無表面活性劑硅碳自組裝路線制備氮摻雜中空多孔碳球及其性能研究
        2.4.1 引言
        2.4.2 實驗部分
        2.4.3 氮摻雜中空碳球的合成與表征
        2.4.4 氮摻雜中空碳球的電化學性能研究
        2.4.5 本節(jié)小結
    2.5 本章小結
    參考文獻
3 金屬有機物框架基中空介孔碳納米盒的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
    3.3 中空介孔碳納米盒的合成與表征
    3.4 中空介孔碳納米盒的電池性能研究
    3.5 本章小結
    參考文獻
4 金屬@介孔二氧化硅中空核殼納米反應器的環(huán)境催化應用研究
    4.1 背景介紹
    4.2 Fe~0@SiO_2中空核殼納米反應器的構建及其催化降解性能研究
        4.2.1 引言
        4.2.2 實驗部分
        4.2.3 Fe~0@SiO_2中空核殼納米反應器的合成與表征
        4.2.4 Fe~0@SiO_2中空核殼納米反應器的催化性能研究
        4.2.5 本節(jié)小結
    4.3 Ag@SiO_2中空核殼納米反應器的構建及其污染物檢測性能研究
        4.3.1 引言
        4.3.2 實驗部分
        4.3.3 Ag@SiO_2中空核殼納米反應器的合成與表征
        4.3.4 Ag@SiO_2中空核殼納米反應器的檢測性能研究
        4.3.5 本節(jié)小結
    4.4 本章小結
    參考文獻
5 中空多孔碳結構的一維模塊化及其電化學增效作用
    5.1 背景介紹
    5.2 氮摻雜中空介孔碳球纖維的制備及其在超級電容器中的應用
        5.2.1 引言
        5.2.2 實驗部分
        5.2.3 桑葚狀氮摻雜中空介孔碳球的合成與表征
        5.2.4 桑葚狀氮摻雜中空介孔碳球的的電化學性能測試
        5.2.5 本節(jié)小結
    5.3 鐵/氮共摻雜中空介孔碳球纖維的制備及其氧還原反應催化活性研究
        5.3.1 引言
        5.3.2 實驗部分
        5.3.3 Fe/N摻雜桑葚狀中空介孔碳纖維的合成及表征
        5.3.4 Fe/N摻雜桑葚狀中空介孔碳纖維的ORR催化活性測試
        5.3.5 本節(jié)小結
    5.4 金屬有機物框架基鈷/氮共摻雜中空多孔碳纖維的制備及其性能研究
        5.4.1 引言
        5.4.2 實驗部分
        5.4.3 碳化溫度對Zn,Co-ZIF基等級碳纖維結構的影響
        5.4.4 碳化溫度對Zn,Co-ZIF基等級碳纖維ORR性能的影響
        5.4.5 不同組成對催化劑結構和ORR性能的影響
        5.4.6 本節(jié)小結
    5.5 本章小結
    參考文獻
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 建議與展望
致謝
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Fe0/H2O2類Fenton體系降解水中對氯硝基苯[J]. 沈吉敏,朱佳裔,陳忠林,劉宇,任南琪.  哈爾濱工業(yè)大學學報. 2011(12)



本文編號：3173487