除了優(yōu)異的磁性能和穩(wěn)定性,氮化鐵由于其特殊結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì),在催化、電化學(xué)等領(lǐng)域均表現(xiàn)出廣泛前景和研究意義。但目前相關(guān)研究仍處于初始階段,一個(gè)重要的原因在于氮化鐵的亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的苛刻的合成條件,因此有必要發(fā)展一種靈活簡(jiǎn)便的方法制備氮化鐵,并擴(kuò)展其應(yīng)用。基于上述分析,我們?cè)O(shè)計(jì)了一系列有機(jī)鐵前驅(qū)體,在理想條件下可控焙燒制備獲得具有優(yōu)異磁學(xué)性能的氮化鐵復(fù)合材料。此外,金屬有機(jī)前驅(qū)體制備氮化鐵復(fù)合材料可能的機(jī)理也被詳細(xì)研究。以有機(jī)胺作為氮源,我們?cè)O(shè)計(jì)一系列有機(jī)鐵前驅(qū)體,在理想條件下可焙燒獲得Fe3N/C和Fe4N/C復(fù)合材料,所制復(fù)合材料具有石墨包覆的核殼結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的磁性。深入研究表明Fe-N配位鍵的構(gòu)建是制備氮化鐵復(fù)合材料的關(guān)鍵原因。此外,復(fù)合材料晶體結(jié)構(gòu)中存在一定的碳摻雜,對(duì)調(diào)節(jié)復(fù)合材料的性能具有重要作用。為進(jìn)一步研究有機(jī)官能團(tuán)對(duì)氮化鐵制備的影響,常見含氮有機(jī)官能團(tuán)對(duì)氮化鐵的制備和磁性的影響也被系統(tǒng)研究。實(shí)驗(yàn)表明,氨基可與Fe3+形成Fe-N配位鍵,焙燒獲得Fe3N/C和Fe4N/C復(fù)合材料。而通過(guò)調(diào)節(jié)Fe3+-Amine前驅(qū)體的組成和晶體結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)Fe3N/C和Fe4N/C復(fù)合材料的選...

【文章頁(yè)數(shù)】：119 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 氮化鐵概述
        1.1.1 氮化鐵的研究背景
        1.1.2 氮化鐵的性質(zhì)及應(yīng)用
    1.2 氮化鐵的分類
        1.2.1 FeN
        1.2.2 Fe₂N
        1.2.3 Fe_xN(2

        1.2.4 Fe₄N
        1.2.5 Fe₁₆N₂(Fe₈N)
        其他
    1.3 氮化鐵的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 氮化鐵的制備方法
        1.3.2 Fe₃N和Fe₄N的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 其它相氮化鐵材料的研究現(xiàn)狀
    1.4 氮化鐵材料面臨的一些問題
    1.5 本課題來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第2章 乙二胺制備ε-Fe₃N/C復(fù)合材料及其磁性
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及表征
        2.2.3 ε-Fe₃N/C復(fù)合材料的制備
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 乙二胺對(duì)Fe₃N的制備及其磁性的影響
        2.3.2 FeCl₃濃度對(duì)Fe₃N的制備及其磁性的影響
        2.3.3 焙燒溫度對(duì)Fe₃N制備的影響
        2.3.4 升溫速率對(duì)Fe₃N制備的影響
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第3章 三乙胺制備Fe₃N/C和Fe₄N/C復(fù)合材料及其磁性
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及表征
        3.2.3 Fe₃N/C復(fù)合材料的制備
        3.2.4 Fe₄N/C復(fù)合材料的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 焙燒溫度對(duì)產(chǎn)物組成及磁性的影響
        3.3.2 前驅(qū)體組成與結(jié)構(gòu)對(duì)焙燒產(chǎn)物的組成及性能的影響
        3.3.3 三乙胺制備Fe₄N/C復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和形貌
        3.3.4 焙燒時(shí)間對(duì)復(fù)合材料組成及磁性的影響
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第4章 氨基對(duì)Fe₃N/C和Fe₄N/C復(fù)合材料合成的影響
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及表征
        4.2.3 采用環(huán)六亞甲基四胺(HMTA)制備Fe₄N/C復(fù)合材料
        4.2.4 采用苯胺制備Fe₃N/C復(fù)合材料
        4.2.5 采用二氰胺制備Fe₃C/C復(fù)合材料
        4.2.6 采用三聚氰胺制備Fe₃C/C復(fù)合材料
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 環(huán)六亞甲基四胺的比例對(duì)Fe₄N成核的影響
        4.3.2 氨基配體結(jié)構(gòu)對(duì)氮化鐵成核的影響
        4.3.3 有機(jī)胺前驅(qū)體構(gòu)型對(duì)氮化鐵成核的選擇性
        4.3.4 焙燒溫度對(duì)氮化鐵成核的影響
        4.3.5 氰基配體結(jié)構(gòu)對(duì)氮化鐵成核的影響
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第5章 氮化鐵在MRI造影劑和催化等領(lǐng)域的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及表征
        5.2.3 Fe₃N亞微米棒的制備
        5.2.4 Fe₃N光解水制氫的表征
        5.2.5 Fe₃N催化肼分解的表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 Fe₃N亞微米棒作為MRI造影劑的應(yīng)用
        5.3.2 Fe₃N/C復(fù)合材料可見光解水制氫的應(yīng)用
        5.3.3 Fe₃N/C復(fù)合材料催化肼分解的應(yīng)用
        5.3.4 Fe₄N/C復(fù)合材料在氧還原反應(yīng)方面(電化學(xué))的應(yīng)用
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第6章 結(jié)論與展望
作者簡(jiǎn)介及博士期間發(fā)表的文章
致謝



本文編號(hào)：4034844