导读:本文包含了纳米结构调控论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:工程应用,低摩擦,碳薄膜,高压共轨
纳米结构调控论文文献综述
张俊彦,张斌,高凯雄[1](2019)在《纳米结构碳薄膜结构调控及在发动机方面的应用》一文中研究指出中国工程院咨询报告指出,摩擦消耗30%以上的一次性能源,磨损导致60%机械部件的失效。尤其是对汽车工业来说,其消耗了约45%的一次性能源,而其中的约30%被摩擦所消耗。作为柴油机节能减排关键核心的高压共轨系统,摩擦熔焊和磨损泄压是制约其发展的技术瓶颈之一,成为科技日报报道的"卡脖子"关键技术的拦路虎。项目团队于2009年同中国一汽技术中心成立了"汽车摩擦学联合实验室",致力于低摩擦碳薄膜技术在汽车工业的应用。在科技部863、973等项目的支持下,团队发明了低摩擦类富勒烯碳薄膜,这种薄膜具有高的硬度(约18GPa)和弹性恢复(≥80%),具有很好的低湿度敏感性和高的损伤容限。项目组多年来揭示了含氢类富勒烯碳薄膜的摩擦机制、结构调控方法,工艺装备一体化集成等技术,破解了高压下共轨的摩擦熔焊和磨损泄压问题,突破了高压共轨技术的卡脖子问题,实现共轨压力2200bar。该技术已经向航空、核装备、轴承、液压密封组件拓展应用。(本文来源于《TFC'19第十五届全国薄膜技术学术研讨会摘要集》期刊2019-11-15)
石文,高彤彤,张历云,马彦爽,刘忠文[2](2019)在《铁氧化物纳米棒负载金纳米颗粒催化剂载体表面结构调控对CO氧化的影响(英文)》一文中研究指出自1987年Haruta等首次发现氧化物负载金催化剂具有优异的低温催化CO氧化活性以来,纳米金催化剂由于其独特的物理化学性质引起了催化科学工作者的极大兴趣.大量研究致力于揭示金纳米颗粒的尺寸、价态、制备方法以及活化过程对其低温催化CO氧化的性能影响机制.在众多的负载型金催化剂体系中,可还原性金属氧化物负载Au纳米粒子催化剂由于能产生较强的金属-载体相互作用(SMSI)或做为助催化剂组分提供氧活化位点而受到广泛研究.其中,铁氧化物负载金被认为是最具有潜力的低温催化CO氧化反应催化剂之一;研究表明,其催化性能不仅取决于金纳米粒子的尺寸,而且在很大程度上取决于氧化铁载体的表面性质.尽管氧化铁负载的金催化剂具有非常高的活性,并很好地从传统的动力学角度解释了其反应机理,但氧化铁的表面性质对负载金属-载体间的界面相互作用及反应性能的影响机制仍存在争议,尤其是针对氧化铁表面性质对负载金纳米粒子分散性和稳定性影响的研究仍相对较少,并且缺少直观的研究手段.基于此,本文将预先制备的β-Fe OOH前驱体在不同温度氩气气氛中焙烧处理,制备具有不同表面性质的铁氧化物纳米棒,然后负载Au纳米粒子,并应用于CO氧化反应.进一步利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段对Au纳米粒子与氧化铁载体间的相互作用进行了细致表征,揭示了不同氧化铁表面性质对负载金纳米粒子的分散性、化学态的影响以及在一氧化碳氧化反应中的活性和稳定性的差异原因.TEM结果表明,焙烧前不同氧化铁载体上的Au纳米粒子均高度分散,且颗粒尺寸相近,平均粒径约为1.0 nm;焙烧后不同载体上的Au纳米粒子尺寸均有不同程度的长大.粒径统计结果显示,Fe OOH载体表面Au纳米粒子的平均粒径尺寸约为2.5 nm,且以面心立方结构的单晶形式存在;而Fe O_x和α-Fe_2O_3载体表面的Au纳米粒子的平均粒径尺寸则分别为3.9和3.5nm,且存在大量多重孪晶结构.结合XPS和性能测试结果发现,焙烧前Au/Fe OOH催化剂表面的羟基有助于带正电的Au吸附和解离氧气,从而具有低温CO氧化反应活性,但长时间的稳定性测试表明,反应条件下Fe OOH表面羟基不稳定,会逐渐脱除,从而导致催化活性下降.将催化剂预先在200 ~oC空气中焙烧,不同氧化铁载体上金的化学状态会由金属阳离子部分转变为零价金,同时伴随着载体表面羟基的消失.其中,Fe OOH表面含有高于其它铁氧化物的Au~0,且Au/Fe OOH催化剂表现出对CO最优的反应性能和较好的稳定性,说明焙烧处理后催化剂的反应性能与小尺寸的零价金物种密切相关.此外,我们还将相同位置-电子显微学方法(IL-TEM)应用于气相反应体系中,探索了金/铁氧化物系列催化剂的结构演变.结果表明,相比于Au/Fe OOH和Au/α-Fe_2O_3,Fe O_x载体表面独特的孔结构使负载于其上的Au纳米粒子在反应条件下会发生明显的类奥斯特瓦尔德熟化行为,并通过改变反应气中CO和O_2的计量比推测该过程可能是由于Au与CO组分相互作用导致,从而揭示了长时间反应条件下其催化CO氧化活性下降的原因.本文通过结合传统的表征手段和气相IL-TEM方法,对金/铁氧化物催化剂的金属-载体相互作用进行了直观研究,并为新型催化剂的开发和设计提供了参考.(本文来源于《Chinese Journal of Catalysis》期刊2019年12期)
张生,刘海,张娜,夏荣,况思宇[3](2019)在《铂纳米晶的电子结构调控用于高效乙醇电化学氧化(英文)》一文中研究指出直接乙醇燃料电池是一种高效、绿色的低温燃料电池,但其发展受到阳极电催化氧化乙醇缓慢动力学的限制.目前,Pt基材料是最适合用于乙醇氧化反应(EOR)的电催化剂.然而其活性中心容易被反应过程中生成的中间体CO吸附而中毒,在很大程度上降低了催化剂的活性和稳定性.减轻Pt中毒的一种有效方法是引入第二种金属(如Sn,Ru,Rh等)以形成双金属催化剂.其中,Pt-Sn双金属催化剂由于其优异的乙醇氧化性能而得到了广泛研究.根据相关报道,与Pt相邻的Sn原子有利于H_2O在其表面吸附解离并形成OH_(ads)活性物种,从而促进Pt表面反应中间体CO的氧化并重新释放出活性位.在金属氧化物中,氧化锡(SnO_x)由于其在酸性电解质中较高的稳定性而被广泛用作DAFC中的助催化剂.目前,大多数研究认为,引入第二金属后催化活性的增强源于几何效应,而其中电子效应的影响却不明确.因此,深入了解Pt和SnO_x之间的电子效应对于提高乙醇的电催化性能具有重要意义.本文首先通过乙二醇法合成了Pt/SnO_x/石墨烯纳米复合材料,通过X-射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对催化剂的结构和形貌进行了表征.结果表明,Pt/SnO_x异质结构均匀分散在石墨烯载体上.XPS表明,催化剂中的Pt主要以Pt~0形式存在,其被认为是乙醇氧化的主要活性位点.同时,Pt/SnO_x/石墨烯中Pt 4f的结合能相对于Pt/C催化剂负向移动了0.37e V,这主要是由于存在从石墨烯和SnO_x到Pt的电子转移,证明了载体和金属氧化物对Pt活性中心的电子改性.电化学循环伏安(CV)曲线中,正扫的氧化峰反映了电催化剂对乙醇的氧化能力.Pt/SnO_x/石墨烯和Pt/石墨烯的峰电流密度分别是商业Pt/XC-72催化剂的2.82和1.82倍,表明Pt/SnO_x/石墨烯具有更加优异的乙醇电催化氧化活性.此外,Pt/SnO_x/石墨烯的正向氧化峰电位比Pt/石墨烯和Pt/XC-72低约30至40 m V,表明SnO_x和石墨烯的引入降低了乙醇氧化的起始电位.CO氧化实验中,Pt/SnO_x/石墨烯对应乙醇氧化的起始电位和峰电位都有所下降,表明CO在Pt/SnO_x/石墨烯上更容易被氧化.Pt/SnO_x/石墨烯催化剂的CO氧化增强效应可以解释为SnO_x和石墨烯的供电子效应降低了Pt对CO中π反键轨道的电子给予能力,从而削弱了CO在Pt上的吸附.此外,在Pt/SnO_x异质结构中,SnO_x的电子给予效应可促进H_2O的解离,在Pt上产生更多的OH_(ads)并加速相邻Pt活性位点上CO_(ads)的氧化.Pt/SnO_x/石墨烯也显示出良好的稳定性,这主要是由于石墨烯和SnO_x的电子给予效应使得Pt表面的电子亲和力减弱,从而产生更多的氧化物质(如水分解中的OH_(ads)),加速了中毒中间体的氧化和去除效率.与常规的铂纳米催化剂相比,该催化剂表现出较高的活性和稳定性,是非常有潜力的乙醇电氧化催化剂.(本文来源于《Chinese Journal of Catalysis》期刊2019年12期)
彭兰[4](2019)在《二氧化钛基纳米材料的结构调控及光催化性能研究》一文中研究指出近年来,随着社会经济的迅速发展,能源短缺与环境污染问题日益严重。光催材料能将可再生的太阳能转化为人类所需的化学能,从而实现清洁能源的制备污染物的降解。因此,寻找高效、清洁的光催化剂体系成为解决上述问题的重要设。本论文围绕二氧化钛基纳米材料的结构调控及光催化性能的优化开展研究,要研究内容及创新点概括如下:采用热注射法成功合成了一种新型的层次结构TiO2纳米材料,研究了其形成机并实现了其结构与光催化性能的调控。F-是该结构形成及调控的关键:首先,F-离子作为表面活性剂诱导了定向堆积(Oriented Attachment)过程,促使层次结构形成;其次,F元素作为掺杂元素引起了 TiO2纳米材料晶格中氧空位及Ti3+的形成,从而改变了TiO2纳米材料的电子结构。通过改变反应体系中钛源、NaF的用量及反应温度等参数,可以实现纳米TiO2层次结构及F元素掺杂状态的有效调控,从而改变了材料的比表面积、光学带隙和缺陷浓度等重要因素。通过实验参数的调节可以使上述因素达到平衡,所得的树枝状结构TiO2纳米材料的光催化制氢性能最佳,制氢速率达到2033.6μmol·g-1·h-1。采用种子辅助生长法在F离子和Cl离子诱导下合成出了不同纳米结构的TiO2料,并优化了其光催化性能。以F离子作为表面活性剂及掺杂剂,利用种子辅助生长法制备出了“核-天线”及“立方块”等特殊结构的TiO2纳米材料。研究了其形成机理,证明F元素的用量对最终产物的形貌及电子结构具有决定性作用。不同纳米结构的TiO2材料具有不同的比表面积、光学带隙和电子结构,由于这些因素的协同作用,“核-天线”结构的TiO2纳米材料表现出更加优异的光催化性能。将种子辅助生长法拓展到C1离子作为表面活性剂及掺杂剂的体系,经过二次生长后的TiO2纳米材料表现出更加优异的光催化降解性能和光催化制氢性能。设计并构筑了Z型结构的Ti02-Ag@Cu20纳米复合材料,其光催化性能有了较改善,在此基础之上通过进一步优化Ti02纳米材料形貌,极大地提高了光催化氧效率。(?)设计并合成了 TiO2-Ag@Cu2O纳米复合材料,并对材料进行了详细的表征。研究表明TiO2-Ag@Cu2O纳米复合材料具有较宽的光谱吸收范围和较小的光生载流子复合效率,对光催化性能的改善有非常重要的积极作用。以基于类球形Ti02纳米材料的体系作为研究对象,可发现TiO2-Ag@Cu2O的光催化制氢性能有了较大提高,是类球形TiO2纳米材料的125倍。(?)以不同形貌的TiO2纳米材料作为基础制备出了不同结构的TiO2-Ag@Cu2O纳米复合材料,其中基于棒状Ti02的TiO2-Ag@Cu2O复合体系表现出更加优异的光催化制氢性能,其产氢速率高达1861.3μmolg-1·h-1,是基于类球形Ti02纳米材料的Ti02-Ag@Cu20性能的近10倍。本文中有图104幅,表13个,参考文献355篇。(本文来源于《北京交通大学》期刊2019-07-10)
王朋建[5](2019)在《掺杂/负载型纳米二氧化锡—结构调控与有毒气体的传感研究》一文中研究指出近年来,由于有毒有害气体的频繁泄漏,造成大量人员伤亡和财产损失,人们对气体传感器的需求越来越多。在这些传感器中,金属氧化物半导体(SMOs)传感器具有高灵敏度,体积小,易于携带而被广泛应用。SnO_2是一种典型的n型金属氧化物半导体气敏材料,已经被许多研究人员报道,广泛应用于有毒有害气体(H_2S、CO、HCHO等)的检测,是最有潜力的气敏材料之一。然而,纯的SnO_2由于其检测温度过高、选择性和稳定性差等,如何对SnO_2修饰并提升其气敏性能成为了一个重要的研究方向。本论文采用简单的水热合成技术并辅以煅烧的方法制备了不同形貌结构的SnO_2气敏材料。为了提高SnO_2气敏性能,对这些材料通过金属元素掺杂、贵金属负载等方式以此提高气敏性能,并通过XRD、HRTEM、SEM、XPS、Raman等表征测试手段对材料的晶体结构、形貌、表面价态进行分析表征,对它们的气敏性能进行了详细的研究,并简单的分析了气敏机理,主要研究内容包括以下几个方面:(1)钨掺杂SnO_2纳米颗粒的制备及其对H_2S气敏性能的研究:采用简单的水热法制备了SnO_2和不同含量的钨掺杂SnO_2纳米颗粒,并对材料进行了XRD、HRTEM、XPS等表征。测试了这些材料在不同温度下对10 ppm H_2S的响应,并统计了响应-恢复时间。根据灵敏度、响应-恢复时间等,确定了最佳工作温度为260℃,最佳样品为5%的钨掺杂SnO_2。在最佳温度下,测试了5%的钨掺杂SnO_2对不同浓度的H_2S响应,以及对常见的几种气体选择性、可重复性和长期稳定性,并讨论了可能的反应机理。(2)PdO负载SnO_2纳米颗粒的制备及其对CO气敏性能的研究:利用乙二醇具有还原性,在室温下将钯负载在SnO_2上,进一步煅烧得到了PdO/SnO_2气敏材料,并做了XRD、HRETEM、XPS等表征。通过在不同温度下对100 ppm的CO灵敏度测试,找到了最佳测试温度100℃,测试了该材料的选择性和长期稳定性,对1000 ppm的CH_4、C_4H_(10)、H_2做了响应测试,并讨论了PdO/SnO_2对CO的气敏响应机理。(3)贵金属负载不同形貌SnO_2的制备及其气敏性能的研究:采用简单的水热法合成了SnO_2纳米花、纳米片、量子点,并用浸渍法进行了贵金属Ag、Au、Pt、Pd的负载。测试了这些材料在不同温度下对H_2S和CO的气敏性能。在这些材料中,Pd负载的SnO_2纳米片对100 ppm的CO响应最好,在160℃下灵敏度为6.8。Ag负载的SnO_2纳米花对10 ppm的H_2S响应最高,在100℃时响应超过了7000。(本文来源于《西北大学》期刊2019-06-01)
崔炎龙[6](2019)在《不同形貌纳米二硫化钼的制备、微结构调控及性能研究》一文中研究指出二硫化钼(MoS_2)是一种典型的过渡型金属硫化物,其晶体结构为六方层状结构,层间通过范德华力结合,层内由共价键结合,层表面存在大量的悬空键。这种特殊的类石墨烯似的层状结构和独特的物理化学性质,近年来受到了国内外的广泛关注。作为一种特殊的无机功能材料,材料的性能与它的尺寸、形貌、结构等密切相关。因此,实现制备与调控二硫化钼的形态和结构,并探讨它们与性能的关系是该领域重要的研究方向之一。本论文采用水热法合成了叁种不同形貌的纳米MoS_2,利用SEM等微区分析技术系统考察了不同条件对产物MoS_2形貌与结构的影响。实现了不同形貌MoS_2的微结构调控,并对其形成机理进行了分析与探讨。在此基础上,以亚甲基蓝模拟废水为对象,分别考察了它们的吸附性能、吸附动力学及电催化降解性能,从而为纳米二硫化钼进一步研究打下了良好的基础。本论文主要分为以下四个部分。第一章:绪论部分。本章在介绍二硫化钼结构和性质的基础上,重点论述了二硫化钼制备方法、应用及国内外的研究进展。第二章:不同形貌二硫化钼的制备及微结构调控。在水热体系中分别制备了球花状、环状、花簇状结构二硫化钼。系统考察了钼硫比、pH值、温度、反应时间、表面活性剂等因素对其微结构的影响。获得了合成不同形貌二硫化钼最佳条件和微结构调控方法。第叁章:不同形貌二硫化钼的吸附性能研究。以亚甲基蓝染料模拟废水为吸附对象,对比研究了球花状、环状、花簇状二硫化钼的吸附性能,并利用吸附动力学和热力学理论对二硫化钼的吸附机理进行了初步讨论,探讨了结构与性能的关系。第四章:负载型纳米MoS_2复合电极的制备、微结构及性能研究。以泡沫镍为基底,采用一步水热法成功制备了MoS_2负载型复合电极,分别考察了电极的电化学和电催化降解性能,并且对电催化机理和电催化动力学进行了探讨。(本文来源于《河北大学》期刊2019-05-01)
刘杰[7](2019)在《普鲁士蓝纳米结构调控及电催化析氧研究》一文中研究指出当前社会,能源问题已经威胁到人类生存与发展。传统化石燃料随着社会进步日渐枯竭,其燃烧还会引起一系列环境问题。为解决上述问题,氢作为一种清洁能源走进大家视野。高效电催化水分解产氢是目前最具前景的制氢技术。在电催化水分解反应中,阳极析氧反应是个四电子反应,动力学缓慢,过电势高,是电解水反应的瓶颈所在。因此,研究析氧反应催化剂迫在眉睫。普鲁士蓝被发现于1704年,是最早发现的有机金属框架化合物,结构是以金属为中心氰根基团为配体自组装形成的一种多孔结构。由于其具有结构简单,合成方便,生物相容性好等优势,已经被广泛地应用于传感、储能、吸附、催化及载药等各个方面。但它孔径小,导电性差,不利于催化反应的进行,导致类普鲁士蓝很少被直接应用于电催化领域。一般来说,研究者多将类普鲁士蓝作为前驱体,利用热解的方式,将其转化为金属合金或其化合物。这样制备的电催化剂虽然具有较好的导电性,但是作为活性位点的金属会发生团聚,限制了催化活性的提高。因此如何保留其原始结构并提高类普鲁士蓝材料析氧反应活性是这一材料研究的关键所在。本论文中我们采用共沉淀法制备了叁金属类普鲁士蓝结构,并通过简单方式对其进行调控:(1)首先通过Na_2S进行刻蚀,其原理为S~(2-)与[Fe(CN)_6]~(x-)或[Co(CN)_6]~(y-)会发生阴离子置换作用。控制Na_2S加入量,实现保持结构的基础上调整了金属比例促进金属间协同作用,拓宽了孔径增加电解质传输,改变了金属表面化合价的目的;(2)随后通过低温烧结(在300°C)移除部分氰根基团,造成结构缺陷。烧结作用还可形成Fe-O键,有利于增加材料导电性。通过这两步调控后制备的电催化剂展示出优异电催化水分解析氧反应活性,在电流密度为10 mA cm~(-2)时过电势为261 mV,同时Tafel斜率为38 mV dec~(-1),说明催化剂具有快速的反应动力学,甚至超越了理论上具有高活性的贵金属IrO_2催化剂。本论文为开发新型类普鲁士蓝结构电催化析氧反应剂,拓展有机金属框架化合物在电催化领域的应用提供了新的借鉴。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-05-01)
董运发,李忠涛[8](2019)在《用于空气电池的非贵金属类纳米电极材料的结构调控和性能优化》一文中研究指出近年来,人类对化石能源的需求逐渐增加,随之而来的环境问题也极大的制约着社会的可持续发展。因此,发展清洁,高效的替代性能源,建立起可持续能源发展体系是现代社会首先要解决的问题。而减少对化石能源的依赖则取决于新型能源转换与储存器件的发展。锌-空气电池由于其较高的比能量密度和较低的价格成本有望成为下一代移动可穿戴设(本文来源于《2019年第四届全国新能源与化工新材料学术会议暨全国能量转换与存储材料学术研讨会摘要集》期刊2019-04-20)
[9](2019)在《苏州纳米所在金属合金晶体结构调控电催化性能方面取得进展》一文中研究指出金属合金纳米材料由于其独特的物理化学性质吸引了研究者广泛关注,特别是在催化领域表现出了突出的催化活性、选择性和稳定性。近些年来,各种各样的策略已经被用来改进合金纳米材料的催化性能,例如调控尺寸、形貌或组分。然而,由于合成上的巨大挑战,对金属合金晶体结构的调控却相对少见。众所周知,在不同晶体结构中金属原子的堆积模式直接决定了金属材(本文来源于《河南化工》期刊2019年04期)
张涵[10](2019)在《MOFs衍生碳纳米复合材料组成、结构调控及锂硫电池性能研究》一文中研究指出锂硫电池是一种新型能源储存系统,其具有高理论比容量(1675 mAh g-1)、高能量密度(2600 Wh kg-1),并且环境友好、价格低廉等优点。然而,锂硫电池还存在一系列瓶颈问题至今未决,例如体积膨胀、多硫化物的穿梭、导电性不佳、反应动力学滞后等,这些问题直接限制了锂硫电池走向实际应用。针对以上问题,本论文工作以金属有机骨架化合物为前驱体合成多种碳纳米复合材料,通过材料的结构和组成调控,立足于提高锂硫电池正极材料的循环稳定性能。本文主要研究内容如下:(1)金属有机气凝胶衍生氮掺杂分级多孔碳的构筑。以富氮的交联剂辅助制备微米棒为构成单元的叁维金属有机气凝胶,经过高温碳化、刻蚀处理制备得到棒状氮掺杂分级多孔碳材料(NHPC)。基于氮掺杂多孔碳与多硫化物间的吸附作用,棒状结构有利于电荷传输,以及分级多孔结构有助于物理限域硫的损失,使得S/NHPC作为锂硫电池正极展现出优异的倍率性能和循环稳定性。在0.5 C的电流密度下,循环100次,比容量高达697 mAh g-1。在500次的长循环测试中,其具有0.083%超低单圈容量衰减率。(2)双溶剂法辅助构筑石墨相氮化碳(g-C3N4)纳米点复合材料。借助双溶剂法,将硫氰酸铵注入金属有机骨架化合物NH2-MIL-101(A1)纳米孔道,通过孔道限域热解效应,制备得到氮化碳纳米点/氮硫共掺杂的中空多孔碳(CN@NSHPC)。得益于超小尺寸的g-C3N4(3 nm)、氮硫共掺杂碳对多硫化物的协同化学固硫,以及独特中空结构的物理固硫共同作用,所制备S/CN@NSHPC电极展现出超过1400 mAh g-1的首圈放电比容量,能承受5.0 C的高倍率性能,1.0 C的电流密度下可稳定循环500圈,单次电池衰减率只有0.054%。(3)镶嵌Co4N纳米颗粒的碳片阵列复合自支撑电极构筑。以碳布作为基体,在其表面生长片状金属有机骨架化合物ZIF-67(CC@ZIF-67),通过顺序的碳化-氧化-氮化转化处理,得到Co4N纳米颗粒镶嵌的多孔碳片阵列复合材料(CC@Co4N-PCNA)。实验测试和理论计算结果表明,Co4N具有优异的催化转化与导电能力,不仅催化多硫化物间的转化,加快电池的氧化还原离子传输速率,同时具有对硫及其放电产物的强吸附能力。得益于Co4N的吸附与催化多硫化物特性,以及阵列均一的有序微观结构,S/CC@Co4N-PCNA电极展现出优异的倍率性能及循环稳定性,在5.0 C的电流密度下,比容量高达746 mAh g-1,长达500次高倍率长循环,其单圈衰减率只有0.034%。(4)p-n型Co9S8/Co4N异质复合电极(CC@Co9S8-Co4N)的构筑。以表面生长片状ZIF-67阵列的碳布为前驱体,首先液相硫化处理,然后原位氮化转换,得到一种空心结构的鞘状阵列碳材料,其鞘壁镶嵌p-n型Co9S8/C04N异质纳米颗粒。得益于Co9S8/C04N丰富的催化活性位点、异质界面以及碳空心结构,促进了多硫化物间液-液(Li2S8→Li2S6→Li2S4)、液-固(Li2Sn,4≤S≤8→Li2S)的转化,大幅缩短了离子扩散距离,加快了离子的传输,同时强极性、高导电的Co9S8-Co4N异质结有效抑制多硫化物的扩散。S/CC@Co9S8-Co4N电极在高倍率5.0 C下可展现出1000次的循环寿命以及0.027%的单圈超低容量衰减率。(本文来源于《大连理工大学》期刊2019-04-15)
纳米结构调控论文开题报告
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
自1987年Haruta等首次发现氧化物负载金催化剂具有优异的低温催化CO氧化活性以来,纳米金催化剂由于其独特的物理化学性质引起了催化科学工作者的极大兴趣.大量研究致力于揭示金纳米颗粒的尺寸、价态、制备方法以及活化过程对其低温催化CO氧化的性能影响机制.在众多的负载型金催化剂体系中,可还原性金属氧化物负载Au纳米粒子催化剂由于能产生较强的金属-载体相互作用(SMSI)或做为助催化剂组分提供氧活化位点而受到广泛研究.其中,铁氧化物负载金被认为是最具有潜力的低温催化CO氧化反应催化剂之一;研究表明,其催化性能不仅取决于金纳米粒子的尺寸,而且在很大程度上取决于氧化铁载体的表面性质.尽管氧化铁负载的金催化剂具有非常高的活性,并很好地从传统的动力学角度解释了其反应机理,但氧化铁的表面性质对负载金属-载体间的界面相互作用及反应性能的影响机制仍存在争议,尤其是针对氧化铁表面性质对负载金纳米粒子分散性和稳定性影响的研究仍相对较少,并且缺少直观的研究手段.基于此,本文将预先制备的β-Fe OOH前驱体在不同温度氩气气氛中焙烧处理,制备具有不同表面性质的铁氧化物纳米棒,然后负载Au纳米粒子,并应用于CO氧化反应.进一步利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段对Au纳米粒子与氧化铁载体间的相互作用进行了细致表征,揭示了不同氧化铁表面性质对负载金纳米粒子的分散性、化学态的影响以及在一氧化碳氧化反应中的活性和稳定性的差异原因.TEM结果表明,焙烧前不同氧化铁载体上的Au纳米粒子均高度分散,且颗粒尺寸相近,平均粒径约为1.0 nm;焙烧后不同载体上的Au纳米粒子尺寸均有不同程度的长大.粒径统计结果显示,Fe OOH载体表面Au纳米粒子的平均粒径尺寸约为2.5 nm,且以面心立方结构的单晶形式存在;而Fe O_x和α-Fe_2O_3载体表面的Au纳米粒子的平均粒径尺寸则分别为3.9和3.5nm,且存在大量多重孪晶结构.结合XPS和性能测试结果发现,焙烧前Au/Fe OOH催化剂表面的羟基有助于带正电的Au吸附和解离氧气,从而具有低温CO氧化反应活性,但长时间的稳定性测试表明,反应条件下Fe OOH表面羟基不稳定,会逐渐脱除,从而导致催化活性下降.将催化剂预先在200 ~oC空气中焙烧,不同氧化铁载体上金的化学状态会由金属阳离子部分转变为零价金,同时伴随着载体表面羟基的消失.其中,Fe OOH表面含有高于其它铁氧化物的Au~0,且Au/Fe OOH催化剂表现出对CO最优的反应性能和较好的稳定性,说明焙烧处理后催化剂的反应性能与小尺寸的零价金物种密切相关.此外,我们还将相同位置-电子显微学方法(IL-TEM)应用于气相反应体系中,探索了金/铁氧化物系列催化剂的结构演变.结果表明,相比于Au/Fe OOH和Au/α-Fe_2O_3,Fe O_x载体表面独特的孔结构使负载于其上的Au纳米粒子在反应条件下会发生明显的类奥斯特瓦尔德熟化行为,并通过改变反应气中CO和O_2的计量比推测该过程可能是由于Au与CO组分相互作用导致,从而揭示了长时间反应条件下其催化CO氧化活性下降的原因.本文通过结合传统的表征手段和气相IL-TEM方法,对金/铁氧化物催化剂的金属-载体相互作用进行了直观研究,并为新型催化剂的开发和设计提供了参考.
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
纳米结构调控论文参考文献
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