生物質石墨烯制備及其與Cu NPs用于光催化制氫的研究
發(fā)布時間：2021-08-25 13:05
石墨烯（G）因其巨大的理論比表面積和優(yōu)異的光電性能得到了廣泛的研究與應用,將石墨烯應用于環(huán)境治理和能量的存儲與轉化是當下的研究熱點。桉樹,作為一種速生豐長的樹種,具有良好的經(jīng)濟價值,但在工業(yè)應用中存在少量的浪費�？紤]到眾多石墨烯制備工藝的高成本和不可擴大性,我們以廢棄的桉樹組織為原料制備可大批量生產(chǎn)的生物質石墨烯。并將其與備受關注的金屬等離子共振增強光催化的研究結合,應用于具有解決能源危機潛力的光催化制氫研究中,為開發(fā)穩(wěn)定高效的光催化劑提供新思路。研究內(nèi)容和成果如下:（1）以廢棄的桉樹組織為原料,經(jīng)低溫碳化和高溫活化兩步制備得到生物質石墨烯。探討了K2CO3為活化劑時不同添加量對桉樹碳化產(chǎn)物石墨化的影響,優(yōu)化出K2CO3與碳化產(chǎn)物的最佳質量比為3:1,并在該質量比下增用KHCO3和CH3COOK作為活化劑進行活化,比較不同活化劑對活化過程的影響。發(fā)現(xiàn)KHCO3和K2CO3活化得到是3D網(wǎng)狀石...
【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：78 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
石墨烯及其衍生物[1]
華南理工大學碩士學位論文4米管圓柱結構中的外來分子引起的強應力破壞了內(nèi)管壁，形成了石墨烯層[24]，該方法避免了KMnO4、KClO4、H2SO4和HNO3等腐蝕性氧化劑的使用[25]。圖1-2CNT的化學解壓縮[22]盡管這種方法很簡單且很吸引人，但對過程參數(shù)和石墨烯層數(shù)控制等方面機理的不充分理解，使得該技術還無法實現(xiàn)石墨烯的批量生產(chǎn)。1.2.1.4電弧放電法電弧放電是用于制備富勒烯和CNT的常規(guī)技術，也已被發(fā)現(xiàn)非常適合于石墨烯的合成[26]。該方法是在浸沒在氣體或液體介質中的陽極（碳前驅體）和陰極（石墨棒）間施加電流（其裝置圖如圖1-3所示），使介質解離產(chǎn)生溫度高達3727-5727℃的等離子體，高溫下碳前驅體升華形成石墨烯片[27]。石墨烯的合成已經(jīng)在不同的惰性氣體條件下進行了研究，由于要使用真空設備，通常這種石墨烯合成花費很高[28]。為了解決這個問題，Wang等人[29]通過在電弧放電法中使用空氣介質代替H2/He介質制備了低成本的石墨烯。石墨烯的產(chǎn)量可達到每天數(shù)十克，并且產(chǎn)物的層數(shù)在2至10層之間，但是這種合成方法需要精確的高氣壓以確保石墨烯的生長。工藝控制所需的高精度以及電弧放電合成的能量密集型特性可能會阻礙石墨烯的批量生產(chǎn)。圖1-3電弧放電裝置示意圖[27]
華南理工大學碩士學位論文4米管圓柱結構中的外來分子引起的強應力破壞了內(nèi)管壁，形成了石墨烯層[24]，該方法避免了KMnO4、KClO4、H2SO4和HNO3等腐蝕性氧化劑的使用[25]。圖1-2CNT的化學解壓縮[22]盡管這種方法很簡單且很吸引人，但對過程參數(shù)和石墨烯層數(shù)控制等方面機理的不充分理解，使得該技術還無法實現(xiàn)石墨烯的批量生產(chǎn)。1.2.1.4電弧放電法電弧放電是用于制備富勒烯和CNT的常規(guī)技術，也已被發(fā)現(xiàn)非常適合于石墨烯的合成[26]。該方法是在浸沒在氣體或液體介質中的陽極（碳前驅體）和陰極（石墨棒）間施加電流（其裝置圖如圖1-3所示），使介質解離產(chǎn)生溫度高達3727-5727℃的等離子體，高溫下碳前驅體升華形成石墨烯片[27]。石墨烯的合成已經(jīng)在不同的惰性氣體條件下進行了研究，由于要使用真空設備，通常這種石墨烯合成花費很高[28]。為了解決這個問題，Wang等人[29]通過在電弧放電法中使用空氣介質代替H2/He介質制備了低成本的石墨烯。石墨烯的產(chǎn)量可達到每天數(shù)十克，并且產(chǎn)物的層數(shù)在2至10層之間，但是這種合成方法需要精確的高氣壓以確保石墨烯的生長。工藝控制所需的高精度以及電弧放電合成的能量密集型特性可能會阻礙石墨烯的批量生產(chǎn)。圖1-3電弧放電裝置示意圖[27]
【參考文獻】：
期刊論文
[1]光催化還原CO2合成太陽燃料半導體光催化劑的設計與制備（英文）[J]. 李鑫,溫九青,劉敬祥,方岳平,余家國. Science China Materials. 2014(01)
[2]卷煙紙用四種有機酸鹽熱解產(chǎn)物分析[J]. 楊紹文,曹秋娥,劉潤昌,沈靖軒,肖維毅. 應用化工. 2010(02)
本文編號：3362168
【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：78 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
石墨烯及其衍生物[1]
華南理工大學碩士學位論文4米管圓柱結構中的外來分子引起的強應力破壞了內(nèi)管壁，形成了石墨烯層[24]，該方法避免了KMnO4、KClO4、H2SO4和HNO3等腐蝕性氧化劑的使用[25]。圖1-2CNT的化學解壓縮[22]盡管這種方法很簡單且很吸引人，但對過程參數(shù)和石墨烯層數(shù)控制等方面機理的不充分理解，使得該技術還無法實現(xiàn)石墨烯的批量生產(chǎn)。1.2.1.4電弧放電法電弧放電是用于制備富勒烯和CNT的常規(guī)技術，也已被發(fā)現(xiàn)非常適合于石墨烯的合成[26]。該方法是在浸沒在氣體或液體介質中的陽極（碳前驅體）和陰極（石墨棒）間施加電流（其裝置圖如圖1-3所示），使介質解離產(chǎn)生溫度高達3727-5727℃的等離子體，高溫下碳前驅體升華形成石墨烯片[27]。石墨烯的合成已經(jīng)在不同的惰性氣體條件下進行了研究，由于要使用真空設備，通常這種石墨烯合成花費很高[28]。為了解決這個問題，Wang等人[29]通過在電弧放電法中使用空氣介質代替H2/He介質制備了低成本的石墨烯。石墨烯的產(chǎn)量可達到每天數(shù)十克，并且產(chǎn)物的層數(shù)在2至10層之間，但是這種合成方法需要精確的高氣壓以確保石墨烯的生長。工藝控制所需的高精度以及電弧放電合成的能量密集型特性可能會阻礙石墨烯的批量生產(chǎn)。圖1-3電弧放電裝置示意圖[27]
華南理工大學碩士學位論文4米管圓柱結構中的外來分子引起的強應力破壞了內(nèi)管壁，形成了石墨烯層[24]，該方法避免了KMnO4、KClO4、H2SO4和HNO3等腐蝕性氧化劑的使用[25]。圖1-2CNT的化學解壓縮[22]盡管這種方法很簡單且很吸引人，但對過程參數(shù)和石墨烯層數(shù)控制等方面機理的不充分理解，使得該技術還無法實現(xiàn)石墨烯的批量生產(chǎn)。1.2.1.4電弧放電法電弧放電是用于制備富勒烯和CNT的常規(guī)技術，也已被發(fā)現(xiàn)非常適合于石墨烯的合成[26]。該方法是在浸沒在氣體或液體介質中的陽極（碳前驅體）和陰極（石墨棒）間施加電流（其裝置圖如圖1-3所示），使介質解離產(chǎn)生溫度高達3727-5727℃的等離子體，高溫下碳前驅體升華形成石墨烯片[27]。石墨烯的合成已經(jīng)在不同的惰性氣體條件下進行了研究，由于要使用真空設備，通常這種石墨烯合成花費很高[28]。為了解決這個問題，Wang等人[29]通過在電弧放電法中使用空氣介質代替H2/He介質制備了低成本的石墨烯。石墨烯的產(chǎn)量可達到每天數(shù)十克，并且產(chǎn)物的層數(shù)在2至10層之間，但是這種合成方法需要精確的高氣壓以確保石墨烯的生長。工藝控制所需的高精度以及電弧放電合成的能量密集型特性可能會阻礙石墨烯的批量生產(chǎn)。圖1-3電弧放電裝置示意圖[27]
【參考文獻】：
期刊論文
[1]光催化還原CO2合成太陽燃料半導體光催化劑的設計與制備（英文）[J]. 李鑫,溫九青,劉敬祥,方岳平,余家國. Science China Materials. 2014(01)
[2]卷煙紙用四種有機酸鹽熱解產(chǎn)物分析[J]. 楊紹文,曹秋娥,劉潤昌,沈靖軒,肖維毅. 應用化工. 2010(02)
本文編號：3362168
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