本文關(guān)鍵詞：多孔壁石墨納米籠的合成及其電化學(xué)性能研究

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【摘要】：碳納米材料因?yàn)槠洫?dú)特的微觀結(jié)構(gòu)和極佳的電化學(xué)性能而受到廣泛的關(guān)注,但是在保證石墨壁結(jié)構(gòu)和極大的比表面積的前提下依然保持高石墨化程度是很困難的。針對(duì)上述問(wèn)題,本研究提出以下方法制備高比表面積石墨納米材料：(1)本研究提出一種新型的硫模板法制備多孔薄壁石墨納米籠：首先通過(guò)熱裂解制備得到含有硫模板的炭包鐵核殼結(jié)構(gòu)前驅(qū)體。經(jīng)過(guò)酸洗和空氣氧化,多孔壁結(jié)構(gòu)的石墨納米籠被制備出來(lái)。在除去硫模板的過(guò)程中,基本上沒(méi)有損傷到石墨層結(jié)構(gòu)的完整性,所以現(xiàn)在制備的多孔壁石墨納米籠不僅擁有極大的比表面積,極大地提高了擴(kuò)散效率,還具有很高的石墨化程度。硫模板制備出的多孔壁石墨納米籠負(fù)載鉑釕納米顆粒后,展現(xiàn)出了優(yōu)于商業(yè)催化劑的性能。(2)本研究提出一種新型的浮動(dòng)催化裂解法制備氮摻雜石墨納米籠：首先通過(guò)浮動(dòng)催化裂解法制備得到含有氮摻雜結(jié)構(gòu)的炭包鐵核殼結(jié)構(gòu)前驅(qū)體。前驅(qū)體經(jīng)過(guò)鹽酸酸洗除鐵處理,氮摻雜多孔壁結(jié)構(gòu)的石墨納米籠被制備出來(lái)。氮摻雜量和比表面積大幅提高導(dǎo)致在0.8A g-1的倍率下循環(huán)80次后比容量保持610mAhg-1。
【關(guān)鍵詞】：碳材料 石墨化 氮摻雜 甲醇催化氧化 鋰電池
【學(xué)位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ127.11;TB383
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-22
• 1.1 背景9-10
• 1.2 碳納米材料的制備方法10-15
• 1.2.1 碳納米材料的氣相制備10-12
• 1.2.2 碳納米材料的液相制備12
• 1.2.3 碳納米材料的固相制備12-15
• 1.3 碳納米籠的修飾改性15-19
• 1.3.1 缺陷位修飾改性15-16
• 1.3.2 氧修飾改性16-17
• 1.3.3 氮修飾改性17-18
• 1.3.4 硼修飾改性18
• 1.3.5 磷修飾改性18-19
• 1.3.6 硫修飾改性19
• 1.4 碳納米材料的應(yīng)用19-21
• 1.4.1 燃料電池中的應(yīng)用19-20
• 1.4.2 鋰離子電池中的應(yīng)用20-21
• 1.5 本課題研究的意義21-22
• 第2章 制備多孔壁石墨納米籠用于甲醇催化氧化22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-26
• 2.2.1 多孔壁石墨納米籠負(fù)載鉑釕催化劑的制備22-25
• 2.2.2 材料表征方法25-26
• 2.2.3 電化學(xué)表征方法26
• 2.3 結(jié)果與討論26-33
• 2.3.1 鐵碳核殼納米顆粒26-27
• 2.3.2 硫摻雜石墨納米籠納米顆粒27-28
• 2.3.3 多孔壁石墨納米籠顆粒28-31
• 2.3.4 多孔壁石墨納米籠負(fù)載鉑釕催化劑及電催化性能31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 氮摻雜石墨納米籠作為鋰電池負(fù)極材料的研究34-46
• 3.1 引言34-35
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分35-36
• 3.2.1 氮摻雜石墨納米籠的制備35
• 3.2.2 氮摻雜石墨納米籠的表征35-36
• 3.2.3 氮摻雜石墨納米籠的電化學(xué)性能測(cè)試36
• 3.3 結(jié)果與討論36-45
• 3.3.1 鐵碳核殼納米顆粒36-37
• 3.3.2 氮摻雜石墨納米籠37-42
• 3.3.3 電化學(xué)測(cè)試42-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第4章 結(jié)論46-47
• 參考文獻(xiàn)47-52
• 致謝52-53
• 碩士期間發(fā)表的論文53
• 碩士期間申請(qǐng)的專利53

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