导读:本文包含了碳复合物论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:超薄类水滑石纳米片,碳材料,析氧反应,氧原还原反应
碳复合物论文文献综述
孙源[1]（2019）在《超薄类水滑石纳米片-碳复合物的制备及其电催化性能研究》一文中研究指出氢气能源在存储与转换过程中存在的析氧反应(OER)、氧还原反应(ORR)、析氢反应(HER),由于动力学进程缓慢,反应能垒过高等原因,成为限制氢气能源广泛应用的主要原因之一。目前,标准催化剂皆为贵金属催化剂,这增加了能源存储与转换过程中的成本。OER催化剂中,类水滑石纳米片(LDHNS)复合物成本低、催化效果较好成为研究重点。然而,LDHNS复合物存在合成步骤复杂,LDHNS活性位点不能充分暴露,性能有待进一提高等问题。因此,探索一种简便易行、具有超薄结构的LDHNS复合物成为亟待解决的问题。通过设计合成超薄结构的LDHNS复合物暴露更多活性位点,增强LDHNS与碳材料的协同作用来提高电催化活性是有效途径。鉴于此本文通过原位生长构建了叁种超薄LDHNS复合物电催化剂。主要内容如下:(1)在甲酰胺和水混合溶剂中,采用自下而上的方法,在rGO上原位生长镍铁类水滑石纳米片(NiFe-LDHNS),制备了超薄镍铁类水滑石纳米片/还原氧化石墨烯复合物(NiFe-LDHNS/rGO)。超薄LDHNS以单层或几层的形式复合在rGO的基底上,厚度为0.8-3 nm。由于超薄LDHNS暴露了更多的活性位点,NiFe-LDHNS/rGO具有较大的电化学活性面积和较低的电荷转移阻力。作为OER催化剂,NiFe-LDHNS/rGO在0.1 M KOH溶液中达到10 mA/cm~2电流密度时仅需要254 mV过电位。该材料还展示出较好的长期电化学稳定性。作为ORR催化剂,起始电位为0.85 V,极限扩散电流密度达到-4.1 mA/cm~2。超薄LDHNS复合物能够有效提升OER、ORR的电催化活性。(2)在甲酰胺和水混合溶剂中,以OCNT为基底,在其表面上原位生长超薄钴铁类水滑石纳米片,制备了超薄钴铁类水滑石纳米片/氧化碳纳米管(LDHNS/OCNT)。该制备方法赋予水滑石纳米片超薄的特性,厚度小于4 nm。由于LDHNS的超薄结构增加了更多暴露活性位点,与OCNT之间更强的协同作用,LDHNS/OCNTs表现出了良好的OER催化活性:在0.1 M KOH中,起始电位达到1.41 V,达到10 mA/cm~2电流密度的过电位仅为250 mV。塔菲尔斜率为48 mV/dec,电化学活性面积为1.31mF/cm~2,证实了较快的传质速率。并且,LDHNS/OCNTs还表现出优异的稳定性。然而在催化ORR时催化效果不理想。(3)在甲酰胺和水混合溶剂中,以石墨烯为基底,通过自下而上的原位合成法在LDHNS晶格中掺入Cu(OH)_2,经过水合肼热还原得到氧化铜掺杂的超薄镍铁类水滑石纳米片/还原氧化石墨烯复合物(CuO-NiFe-LDHNS/rGO)。由于CuO使LDHNS产生更多的边缘活性位点,LDHNS的超薄结构以及增强的协同作用,促进了其OER和HER的催化性能。作为OER催化剂,在0.1 M KOH中,达到10 mA/cm~2电流密度的过电位为256 mV。与NiFe-LDHNS/rGO相比,达到10和100 mA/cm~2电流密度的过电位分别降低2 mV和33 mV。塔菲尔斜率为15.3 mV/dec,表明反应过程中较快的动力学过程。作为HER催化剂,在0.1 M KOH中,达到-10 mA/cm~2电流密度的过电位为320 mV。结果表明在CuO造成的LDHNS晶格缺陷,增加的边缘活性位点有效的提升了材料对OER、HER的催化性能。(本文来源于《青岛科技大学》期刊2019-06-07）
严萍[2]（2019）在《Fe_3C(Co)/N掺杂碳复合物的制备与电催化氧还原的性能研究》一文中研究指出由于成本低、能量密度高等各种优点,燃料电池、金属空气电池以及氯碱电解槽等设备即将成为下一代电动汽车或者其它许多电气装置的动力来源。作为阴极的氧还原(ORR)反应,在这些电化学能量转换和存储装置中起着关键性的作用。然而,其缓慢的动力学限制了这类装置的效率和性能。铂基催化剂由于其优越的电化学性能成为目前最有效的氧还原电催化剂,但它也存在一些不可避免的问题,比如稀缺性、高成本,甲醇交叉中毒以及长期稳定性差。为了解决这些棘手的问题,大量的研究致力于合理设计和制备低成本的、高性能的替代铂基金属电催化剂的纳米复合物。异质原子(N,B,S,P,I,F等)掺杂的碳材料廉价且丰富,将Fe3C、Co与其复合,同时通过简单的方法改变复合物的形貌特征、调整多孔性,可用于进一步降低成本和提高催化剂的活性。因此,本论文采用不同的自模板方法用来设计和制备各种不同形貌特征的材料并运用于电催化ORR,设计方法巧妙地避开了牺牲模板法需要后续去除模板产生的浪费和繁琐的制备过程,简化了实验步骤,又降低了成本,主要的研究结果总结如下:1、采用g-C3N4作为碳源、氮源以及模板,借助葡萄糖的水热辅助作用将Fe2+组装到g-C3N4上,通过控制合成条件,从而构筑出一种叁维多孔结构的类银耳状Fe3C/N-C复合物。制备方法简单,绿色环保。g-C3N4的纳米片层结构框架、小尺寸Fe3C提供的大量活性位点、N元素掺杂以及大的比表面积(1068.9 m2 g-1)的协同效应,使得制得的代表性产物Fe3C/N-C-5具有优良的电催化ORR性能,不管足起始电位(Eonset)还是半波电位(E1/2)都非常与Pt/C接近,并且E1/2只与Pt/C相差15 mV,优异的极限扩散电流为5.88 mA cm-2 at 0.2V vs RHE,高于Pt/C(5.45 mA cm-2 at 0.2V vs RHE)。在循环了2000次之后,Eonset与E1/2也无明显变化,电流密度(J)也能保持在原有基础上的97.89%,表明了 Fe3C/N-C-5复合物催化ORR循环稳定性高,催化的ORR电子转移数(n)在3.87～3.97之间,说明了氧还原反应是以四电子反应进行的。2、选择ZIF-8为自模板,借助其表面吸附作用以及气相沉积聚合策略的辅助作用,构筑了中空多孔Fe3C/N-C纳米复合物。实验结果表明,在碱性条件下,代表性产物Fe3C/N-C-10%具有优良的催化ORR活性,其Eonset,E1/2(只与Pt/C相差19 mV),J(为5.86 mA cm-2 at 0.2V vs RHE,超过了Pt/C的5.46 mA cm-2 at 0.2V vs RHE)都能与商业Pt/C催化剂相媲美。在循环5000次之后,Eonset与E1/2也无明显变化,J也能保持在原有基础上的95.7%,拥有比较低产率的副产物双氧水含量(1.91～7.01),说明在发生电催化过程中是以四电子反应进行的。3、利用ZIF-67与二氰二胺作为原料,发展出一种简单、通用、高产率的研磨法原位衍生出Co@N-CNT。二氰二胺作为丰富的氮源将异质原子N结合到CNT中,从而有效地增强了CNT催化ORR的活性。通过控制条件,合成了不同氮含量以及不同管径的N-CNT。在碱性中,代表性产物Co@N-CNT-20表现了杰出的电催化ORR性能,并且E1/2与Pt/C仅相差25 mV,J为5.62 mA cm-2 at 0.2 V vs RHE,高于Pt/C的5.46 mA cm-2 at 0.2 V vs RHE,在2000次循环之后发现,Eonset与E1/2没有明显变化,J也就只衰减了1.7%,反应过程中n在3.87～3.97之间。我们的策略提供了一种方便且可控的方法来原位制备掺氮的CNT,尤其是含金属的N-CNT。(本文来源于《安徽大学》期刊2019-05-01）
谷二龙[3]（2019）在《磷酸钒钠/碳复合物用作钠离子电池正极材料研究》一文中研究指出钠离子电池工作原理与锂离子电池相同,因其储量丰富且成本低,是应用于大规模电网储能的最佳储能装置。钠离子电池的性能主要依赖于正极材料。然而,现有的正极材料循环稳定性与倍率性能较差,这限制了钠离子电池的发展。NASICON型的磷酸钒钠具有开放叁维网络框架结构,但其最大缺点是导电性差。研究表明,通过缩小颗粒尺寸、碳包覆、设计结构等方法可以改善其导电性差的问题。本论文针对其导电性低的缺点,采用不同的方法来改善并研究磷酸钒钠的电化学性能,具体内容如下:1、通过冷冻干燥与随后的退火处理手段制备出叁维双导电骨架的磷酸钒钠/还原氧化石墨烯-碳纳米管复合物。将分别超声处理的氧化石墨烯与碳纳米管与磷酸钒钠前驱液混合,用液氮冷冻干燥3天并退火处理。在此期间,磷酸钒钠颗粒被锚定在还原氧化石墨烯与碳纳米管形成的叁维双导电网络中,表现出高的初始库仑效率(>93%)与可逆容量,以及优良的循环稳定性(1C下500圈循环容量保持在105 mAh g-1)。2、通过将不同碳材料与磷酸钒钠进行球磨获得磷酸钒钠/碳复合材料。将膨胀石墨,碳纳米管,炭黑等叁种碳基体与冷冻干燥法得到的磷酸钒钠前驱体进行高能球磨,得到叁种不同碳基体包覆磷酸钒钠的复合材料。研究表明,膨胀石墨片层结构包覆磷酸钒钠更完全。磷酸钒钠/膨胀石墨复合材料比表面积最大,有利于电解液的浸入以及电子的传输。在1C下具有111.4mAhg-1的高可逆容量,优异的倍率性能(50 C下105 mAhg-1)和超长循环寿命(50 C下20000圈循环后 48 mAh g-1)。3、通过喷雾干燥与随后的退火处理手段制备出中空的磷酸钒钠/还原氧化石墨烯微球。将磷酸钒钠前驱液与氧化石墨烯混合并超声分散,然后混合溶液进行喷雾干燥得到磷酸钒钠前驱物/氧化石墨烯微球,最后将该微球退火处理得到中空磷酸钒钠/还原氧化石墨烯微球。受益于石墨烯的高导电性与稳定的中空微球结构,磷酸钒钠/还原氧化石墨烯微球具有高的初始库仑效率(97.6%),优异的倍率性能(20C电流密度下可逆容量为99.1 mAhg-1)和良好的循环稳定性(经过400圈循环后容量保持率为90.8%)。(本文来源于《南京师范大学》期刊2019-03-27）
涂逢樟[4]（2019）在《金属硫化物/碳复合物的制备及其碱金属离子储能研究》一文中研究指出能源危机和环境污染已经成为两个最严重的问题。因此,科研工作者非常重视探索创新技术,寻求可持续能源和储能装置。锂离子电池(LIBs)作为最有前途的储能技术之一,由于其高能量和高功率密度,被广泛用作便携式电子设备、电动汽车和植入式医疗设备的电源。尽管锂离子电池取得了巨大的成功,但锂资源的高成本和稀缺性是锂离子电池进一步发展的严重障碍,尤其是在大型器件领域。近年来,由于钠资源的廉价和普遍存在,钠离子电池(SIBs)越来越受到人们的重视,无疑是锂离子技术最有潜力的替代品。然而,商用石墨具有相对较低的锂储存理论容量(仅372 mAh g-1),不适合钠储存。开发具有高可逆容量、合适的锂化/钠化电位和较长循环寿命的新型负极材料仍然是一个巨大的挑战。近年来,由于金属硫化物具有较高的理论容量和良好的导电性,因此作为LIBs和SIBs的负极材料受到了广泛的关注和研究。在本论文中,制备了少层SnS2/还原氧化石墨烯复合物(FL-SnS2/RGO)、在氮掺杂的碳多面体(CP)上生长MoS2超薄纳米片的分级复合纳米结构(CP@MoS2)以及叁维硫化铁/碳互锁石墨烯结构复合材料(Fe7S8/C/RGO)等几种过渡金属硫化物/碳复合材料,并对这些材料的储锂/储钠性能进行了系统的研究。同时,设计并制备了一种Se@C复合材料,将硒负载到一种杂原子(N和O)双掺杂蜂窝状多孔碳微泡(HDHPCM)基体中,并对其储锂/储钠/储钾性能进行了系统的研究。本论文主要研究内容如下:首先,我们使用非原位选区电子衍射(SAED)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)表征研究SnS2的钠化机制。揭示了嵌入、转化以及合金化的叁步钠化机制。结果表明,在钠化过程中,沿c轴方向的各向异性体积变化较大,从而导致循环后容量急剧下降。为了实现高容量和优异的循环性能,我们通过液相剥离和冷冻干燥法特别设计了少层SnS2/还原氧化石墨烯复合材料(FL-SnS2/RGO),RGO纳米片之间夹杂大量的SnS2纳米片。其突出特点是RGO纳米片作为缓冲层,缓冲在钠化过程中的各向异性体积膨胀;而且,少层的SnS2纳米片可以缩短钠离子的扩散距离;同时,RGO层作为电子迁移高速通道,因此制备的复合材料在作为钠离子电池负极材料时具有很高的电化学活性。其次,我们制备了在氮掺杂的碳多面体(CP)上生长MoS2超薄纳米片的分级复合纳米结构(称为CP@MoS2)。独特的CP@MoS2纳米球表现出改善的碱金属离子(Li+和Na+)存储性能,这与其不寻常的结构特征相关。特别地,氮掺杂的碳多面体能够显着提高复合结构的电导率并且在很大程度上减轻MoS2纳米结构的聚集。CP和超薄MoS2纳米片的多孔结构可以显着缓冲充/放电过程中巨大的体积膨胀引起的内部应变。超薄MoS2构建单元具有大的电解液/电极界面,并且电子和Li+/Na+的迁移距离可以显着减小。片状MoS2纳米结构可以为锂和钠提供大量存储位点。所有这些优点能明显提高所获得的CP@MoS2纳米球的Li+和Na+存储能力,从而带来大的比容量,优异的倍率特性和稳定的循环性能。当作为Li存储的负极材料时,这些CP@MoS2纳米球表现出大约549 mAh g-1的大比容量和长达900个循环的优异循环寿命和良好的倍率特性。此外,它们还表现出改善的Na+离子存储的电化学活性。第叁,我们通过简便的方法成功地合成了具有叁维硫化铁/碳互锁石墨烯结构的复合材料(Fe7S8/C/RGO)。3D网络用于锂/钠离子存储,促进了电子/离子的传输,提高了电极的结构稳定性,从而提高了循环性能和倍率性能。当作为LIBs和SIBs的负极时,它显示出优异的倍率性能、出色的循环稳定性和高的比容量。作为锂离子电池的负极材料,Fe7S8/C/RGO复合材料在2 Ag-1的高电流密度下,经过500次循环后,表现出优异的锂离子存储性能,其可逆容量高达1091 mAh g-1。对于SIBs试验,Fe7S8/C/RGO复合材料即使在5Ag-1的高电流密度下,经过500次循环后,仍能保持269 mAh g-1的稳定放电比容量。锂/钠存储性能如此优异,说明Li&Na/Fe7S8/C/RGO系统可能是一种非常有前途的储能系统,其结构设计可以促进锂离子电池和钠离子电池的发展。最后,我们设计并制备了一种Se@C复合材料,将硒负载到一种杂原子(N和O)双掺杂蜂窝状多孔碳微泡(HDHPCM)基体中。得到高密度、高性能的复合材料,具有大的比表面积和大的孔隙体积,具有相互连接的大孔/中孔/微孔的独特结构。这种独特的结构不仅具有较大的电子导电性,提供了快速的电解质通道,而且有利于碳与硒的相互作用,起到了微反应室的作用,有效地抑制了电极体积变化,并在循环过程中捕捉多烯类中间体。此外,杂原子掺杂剂(N和O)有助于增强碳与Se/Li2Se/Na2Se/K2Se之间的相互作用。因此,杂原子(N和O)双掺杂和多孔结构的协同效应可以有效地改善电化学性能。用Se@HDHPCM复合材料作为锂-硒(Li-Se)、钠-硒(Na-Se)和钾-硒(K-Se)电池的正极材料,在低成本的碳酸盐电解液中获得了高倍率性能和高循环稳定性。对于Li-Se电池,在电流密度为0.2C(1C=678mA g-1)的情况下,Se@HDHPCM正极提供675 mAh g-1的初始充电比容量和576 mAh g-1的可逆比容量,库仑效率接近100%,100次循环后,每个循环的容量衰减率低至0.14%。对于Na-Se电池,Se@HDHPCM复合正极的初始充电容量高达688 mAh g-1,以1.0 C的电流密度充放电300次循环后,保持高达244 mAh g-1的放电比容量。(本文来源于《南京师范大学》期刊2019-03-05）
王从续[5]（2018）在《石墨烯量子点/氮化碳复合物的制备及光催化性能研究》一文中研究指出石墨烯量子点(GQDs)是准零维的石墨烯材料,在叁维尺寸上都小于100 nm。由于它具有可调节的能带、上转换发光和电子转移等特性,因而在光催化领域得到了广泛应用。此外,GQDs表面丰富的含氧官能团使其具有很好的分散性,且易与其它无机粒子复合。氮化碳(g-C_3N_4)作为一种不含金属的光催化剂引起了科研工作者的广泛关注。在模拟太阳光的照射下,g-C_3N_4对有机污染物具有很好的光催化活性。但是作为光催化剂,g-C_3N_4具有比表面积低、电子和空位结合率高等问题,严重影响了g-C_3N_4对太阳光的利用率。目前提高g-C_3N_4的光催化效率的方法很多,例如:半导体的掺杂、金属离子的掺杂等。然而,这些方法还不能很好的解决电子和空位结合率高的问题。本文将GQDs和g-C_3N_4复合,通过GQDs具有转移电子和上转换发光的特性,大大降低了电子和空位的结合率。主要研究内容及结果如下:本文以柠檬酸为碳源,通过水热法制备GQDs。把GQDs水溶液和尿素、叁聚氰胺混合并80℃干燥,干燥得到的混合物放在马弗炉中一步烧结得到GQDs/g-C_3N_4复合物。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、荧光光谱(PL)、扫描电子显微镜(SEM)等对样品表面形貌、结构、组成成分进行分析。在模拟太阳光的照射下,将制备的样品对有机污染物进行降解,结果表明GQDs掺杂量的不同会影响有机污染物的光催化降解活性。为了进一步降低电子和空位的结合率,在GQDs/g-C_3N_4光催化过程中加入草酸(OA)。通过系统的研究得出,OA可以通过控制空位的转移来提高光催化效率。研究发现OA在光催化过程中不会分解,同时不会产生有害物质,因此本文所制备的光催化剂体系具有较高的催化效率还具有较好稳定性。(本文来源于《中北大学》期刊2018-06-03）
黄贤智[6]（2018）在《铁基金属有机化合物MIL-53与碳复合物的制备及其在光催化中的应用》一文中研究指出我国的环境问题,尤其是治理和控制水体污染问题是国家重点关注的问题,也是环境领域亟需解决的问题。对经济,环保,高效的光催化研究可分为两类:其一是对传统光催化材料的改性如TiO2,SnO2及ZnO等;另一种是寻找可响应可见光的新型半导体催化材料,包括氧化物,硫化物等,也包括近年来比较热门的金属有机化合物(MOFs)材料等。Fe基的MOFs材料MIL-53(Fe)由于它Fe(III)氧化基团的小尺寸效应,可降低材料的光生电子空穴对的复合,提升性能。本论文旨主要是通过MIL-53(Fe)与不同的碳基化合物进行复合,并对形成的复合物材料的结构进行优化,通过各种表征手段探寻影响材料光催化性能的因素,并从机理层面简要分析了导致光催化性能提升的原因。本文主要的研究内容大致可以分为以下叁个部分:1.通过控制反应物的比例,使g-C_3N_4能有效地附着在正八面体MIL-53(Fe)表面形成包裹结构的M53/g-C_3N_4。通过超声处理后可以将光催化性能更好的片状的g-C_3N_4分离出来,接着制备一系列不同比例的复合物,最终实验结果表明在g-C_3N_4复合比例为3%的时材料的光催化性能最又优,其对重铬酸钾(K_2Cr_2O_7~+)的光催化降解在160 min内达到了88%,比纯的MIL-53(Fe)提高了15%左右。2.通过溶剂热法合成一系列不同比例的M53/RGO,并对M53和RGO的比例进行优化。由于RGO的存在,光催化过程中产生的大量载流子能够被有效地转移,导致长期有效的电子空穴分离,而不同样品的电子空穴的分离程度也不同。实验结果表明RMFe-0.5表现的光催化性能相对较好,在100min内对重铬酸钾(K_2Cr_2O_7~+)的降解率达到了92%。3.在M53前驱中加入MWCNTs,可制备M53/MWCNTs复合物。由于MWCNTs的存在,M53中导带上的电子能够被MWCNTs有效地捕,从而有利于光催化性能的改善,M53/MWCNTs复合物在100 min内对重铬酸钾(K_2Cr_2O_7)的光催化降解达到了95%。(本文来源于《华东师范大学》期刊2018-05-08）
王琦[7]（2018）在《多酸与石墨相氮化碳复合物电子结构的理论研究》一文中研究指出石墨相氮化碳(graphitic-carbon nitride),简称g-C_3N_4,是氮化碳化合物中最稳定的一种同素异形体,因其独特的性质备受科研工作者的广泛关注。作为一种新型催化剂,g-C_3N_4具有带隙可调控,制备简单,价格相对低廉,良好的物理化学性质以及热力学稳定性等优点,故被认为是一种具有潜在应用前景的半导体催化剂。然而,由于g-C_3N_4较宽的带隙使其在可见光区的吸收较弱,这影响了其催化性能。因此,通过适宜的方法减小g-C_3N_4的带隙,提高其催化能力为当前的研究热点。多金属氧酸盐(polyoxometalates),简称多酸(POMs),是一类由前过渡金属离子与氧原子连接而成的簇合物。将多酸负载到g-C_3N_4上形成纳米复合物可以实现对g-C_3N_4性能的调变。将多酸负载到g-C_3N_4上形成的复合物可应用于光催化反应,结果表明,与g-C_3N_4相比,多酸和g-C_3N_4复合物的光吸收能力和催化能力明显提高。目前,多酸/g-C_3N_4的实验研究取得了一定的进展,而相关理论研究很少。采用量子化学计算方法在微观水平上研究多酸与g-C_3N_4复合物的电子性质和催化性质对于深入理解该类复合物的催化机理具有重要意义。本论文采用密度泛函理论方法研究了Lindqvist型多酸功能化g-C_3N_4复合物的几何结构,电子结构与光学性质,以及多酸/g-C_3N_4复合物催化CO_2还原生成CO的机理。研究工作主要包含以下两个方面:1、采用密度泛函理论方法探讨了Lindqvist型多酸功能化g-C_3N_4复合物的几何结构,电子结构以及光学性质。确定了Lindqvist型多酸在g-C_3N_4表面上最稳定的吸附模式。能带分析表明,H_2W_n Mo_(6-n)O_(19)(n=0,1,2,3,4,5,6)适合与g-C_3N_4形成复合物,有利于多酸与g-C_3N_4表面之间的电子转移。与g-C_3N_4相比,多酸的引入使复合物的带隙明显降低。多酸与g-C_3N_4之间的电荷转移使复合物的光催化能力增强。在可见光区,W_6O_(19)/g-C_3N_4的光吸收能力比g-C_3N_4明显增强。2、采用密度泛函理论方法研究了过渡金属取代多酸(TMSPs)功能化g-C_3N_4复合物催化还原CO_2的机理。与g-C_3N_4相比,多酸/g-C_3N_4复合物的带隙明显降低,前线分子轨道分析表明复合物的最低未占据轨道(LUMO)分布在多酸上,有利于电子和空穴的分离。此外,我们深入探讨了CO_2还原为CO的直接解离机理与加氢解离机理。计算结果表明,随着多酸的引入,这两种机理的能垒均有不同程度的降低。对于g-C_3N_4和POMs/g-C_3N_4,CO_2还原生成CO,加氢-解离路径的能垒均低于直接解离路径,故认为加氢-解离路径是优势路径。能垒计算表明,多酸中的过渡金属取代原子,Co,Mn,Fe对能垒的影响很大。此外,与g-C_3N_4相比,POMs/g-C_3N_4的吸收峰的吸收峰明显红移,POMs/g-C_3N_4在可见光区的光吸收能力增强。(本文来源于《东北师范大学》期刊2018-05-01）
曹世伟[8]（2018）在《硼酸锌/碳复合物的合成、性质及应用研究》一文中研究指出近年来,发光材料作为一种实用性材料,应用广泛,备受关注。目前,所合成的硼酸盐类发光材料,通常为以稀土离子为掺杂剂来获得荧光粉。但稀土离子资源稀缺,价格昂贵,大批量的工业生产成本较高。碳元素是地球上含量最多的元素之一,碳材料在发光领域的应用也很受青睐,其中以碳量子点,石墨烯和碳纳米材料的研究最为广泛,但其制备方法繁琐,实用性也极为有限。总体看来,寻找一种性能良好,价格低廉,绿色环保和制备方法简单的发光材料也具有广阔的应用前景和深远的现实意义。此外,长时间以来,人们大多忽略了某些硼酸盐本身存在的荧光发光性质,对碳微球等形貌的碳材料的发光性质研究也不多。本论文以化学性质稳定、具有比较好的发光性质的硼酸锌和制备方法简单、价格廉价的水热碳微球为基础,采用一步水热法制备二者的复合材料,合成获得了系列荧光发光的复合材料,并将其应用于水溶液中叁价铁离子的检测。论文主要分以下叁个部分:首先,采用水热法,将不同量的水热碳微球(HTC)和定量的4ZnO·B_2O_3·H_2O进行反应,得到系列4ZnO·B_2O_3·nH_2O/HTC复合物,并对其进行了FTIR,XRD,SEM,PL和CIE等分析测试表征。结果表明,随着HTC组分的增加,4ZnO·B_2O_3·H_2O中的水会逐渐丢失,产物形貌也由棒状结构转变为片层结构,且当B/C=2:3,碳微球会较均匀的镶嵌在片层结构中,复合物产物的荧光强度也达到最大,显示为白光发射。该白色光由4ZnO·B_2O_3·H_2O的蓝光发射(λ_(ex)=385 nm)和碳微球的黄光发射(λ_(ex)=414 nm)复合得到,CIE中显示,色度较纯。其次,采用水热法,将不同量的4ZnO·B_2O_3·H_2O和定量的水热碳微球进行反应,得到系列4ZnO·B_2O_3·H_2O/HTCs复合物产物,复合物产物的FTIR,XRD,SEM,Mapping,XPS,PL和CIE等分析测试表征表明,当反应物中,B/C=1:21,所得的复合物产物4ZnO·B_2O_3·H_2O/HTCs(12),由于碳微球发生团聚,产物形貌为面包圈状形貌,且其表面具有丰富含氧官能团(-OH,-COOH等),荧光光谱显示,该复合物在波长385 nm激发光作用下显示白光发射,且色度较纯,性能较稳定。第叁,对上述4ZnO·B_2O_3·H_2O/HTCs(12)复合物,采用荧光光谱分析法,研究了4ZnO·B_2O_3·H_2O/HTCs(12)复合物对部分阳离子识别作用。荧光滴定实验表明,所合成的复合物4ZnO·B_2O_3·H_2O/HTCs(12)对Fe~(3+)离子具有良好的选择性。在0-200μM范围内,两者具有较好的线性关系(R~2=0.9949),检出限是1.19μM。基于Fe~(3+)离子的猝灭行为可能是由于复合物表面带有较大量的酚羟基官能团,对Fe~(3+)具有特殊的识别作用,可以使复合物的荧光猝灭。(本文来源于《辽宁大学》期刊2018-05-01）
林艳平[9]（2018）在《镍基层状双氢氧化物/碳复合物的制备及电催化性能研究》一文中研究指出层状氢氧化物材料特别是镍铁基氢氧化物(NiFe-LDH),由于其地球存储丰富、价格低廉、制备方法简单、催化效率高等优点,已成为最有前途的析氧反应(OER)催化剂之一。但是,由于其存在导电性差,活性位点有限等缺点限制了其在实际生产中的大规模应用。本文主要是通过调控反应溶剂比控制产物形貌,以及将原料与导电性较好的碳材料复合来提高NiFe-LDH的电化学性能。具体研究内容如下:(1)通过水热合成制备了一系列不同反应溶剂比例的NiFeCo氢氧化物(NFC-LDH-0、NFC-LDH-2及NFC-LDH-3)催化剂,确定反应最佳溶剂比,最后将rGO引入到金属氢氧化物制备过程中,制备了还原氧化石墨烯/镍铁钴氢氧化物复合物(rGO/NFC-LDH-2)。测试结果表明:反应溶剂异丙醇与乙二醇的体积比为8:2时,催化剂为空心纳米结构,展现出较好的OER电催化性能。通过引入rGO,制备rGO/NFC-LDH-2复合物,有效地提高了金属氢氧化物的电化学OER催化性能,其OER起始电位为1.45 V(vs RHE),在电流密度为10 mA/cm~2时的过电位仅为269 mV)。(2)通过简单的一步电化学沉积法制备了一系列电化学剥离碳纳米结构(CNS)/镍基层状双氢氧化物(LDH)纳米复合物(CNS/NiFe-LDH)。所制备的CNS/NiFe-LDH纳米复合物展现出较好的电催化OER活性,其析氧起始电位为1.44 V(vs RHE),在电流密度为10 mA/cm~2时的过电位仅为236 mV。所制备的催化剂CNS/NiFe-LDH及CNS/NiCo LDH纳米复合物在碱性电解液中也展现出良好的电催化甲醇氧化(MOR)性能,因此具有多功能催化活性。(本文来源于《燕山大学》期刊2018-05-01）
张明明[10]（2018）在《基于纳米抗体及纳米金—介孔碳复合物对CP4-EPSPS蛋白的电化学免疫传感研究》一文中研究指出研究目的:近年来由转基因农作物所带来的生态安全性问题,以及对人体健康可能存在的潜在风险引起了人们高度的关注。而针对转基因蛋白却并没有许多高效灵敏的检测方法。为此,本研究利用纳米金-介孔碳复合物作为电化学探针硫堇的载体并用纳米抗体代替传统单克隆抗体,构建了一种新型电化学免疫传感器,从而实现对抗草甘膦的转基因蛋白CP4-EPSPS的高灵敏高选择性定量检测。研究方法:首先,我们制备了纳米金(AuNPs),并将纳米金(AuNPs)和有序介孔碳(OMC)以不同质量比制备复合物,选择性能最佳的比例复合物作为电化学探针的载体用作传感器的基底复合物,并对材料进行了表征分析如透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)等,同时将纳米抗体(Nb)与普通抗体的性能如热稳定性做了对比验证;然后,将基底复合物滴加在玻碳电极表面并在此基础上逐步修饰一定浓度比的Nb和硫堇(Th)的混合物、不同浓度的CP4-EPSPS蛋白溶液以及后续实验所需试剂来构建电化学免疫传感器,构建过程中通过循环伏安法(CV)监测传感器构建是否成功,传感器构建成功后利用差分脉冲伏安法(DPV)实现对CP4-EPSPS蛋白的定量检测,并根据不同浓度CP4-EPSPS蛋白所对应的实验数据拟合出标准曲线得出方程;最后,通过特异性、重现性、稳定性以及加标回收等实验来验证本方法的可行性。研究结果:TEM测得制备出的AuNPs粒径大小约为13 nm,质量比分别为1:5、2:5、3:5、4:5的AuNPs-OMC复合物被成功制备后,通过电化学实验得出质量比为2:5的复合物具有最佳的电化学活性;TEM和SEM结果显示质量比为2:5的AuNPs-OMC复合物中AuNPs均匀地附着在OMC表面,比表面积测试(BET)测得其具有1125 m~2/g的比表面积;纳米抗体与普通抗体的对比实验结果显示出纳米抗体优越的热稳定性;通过对DPV实验数据的分析,拟合所得的标准曲线方程为(I_0-I_i)/I_0=0.0754LgC(ng/mL)+0.3628,线性相关系数约为99.3%,并得出本方法对CP4-EPSPS蛋白的检测线性范围为0.001 ng/mL到100 ng/mL,检测限(LOD)值为0.72 pg/mL;另外,本方法对CP4-EPSPS蛋白的响应信号比其他转基因蛋白高出5倍之多,组间重现的相对标准偏差(RSD)为4.2%,传感器放置14天后响应信号仍保持在80%以上,加标回收的回收率范围为96.18%到102.7%,所测得的浓度值与实际浓度值偏差小于3.6%。研究结论:我们通过耦合Nb、OMC和Th,开发了一种具有高灵敏度和高效率的简单电化学免疫分析方法,实现了对目标抗原CP4-EPSPS蛋白的超灵敏定量检测。OMC不仅具有优良的导电性和较大的比表面积,而且其通过与AuNPs的复合反应形成的AuNPs-OMC复合物能够为捕获剂和电化学探针提供丰富的结合位点。本方法对CP4-EPSPS蛋白呈现出宽的检测范围、较高的检测灵敏度和特异性、高的稳定性以及令人满意的重现性和可靠性,是一种非常有实际意义和应用前景的转基因作物筛选及检测新方法。(本文来源于《东南大学》期刊2018-05-01）
碳复合物论文开题报告
（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：
由于成本低、能量密度高等各种优点,燃料电池、金属空气电池以及氯碱电解槽等设备即将成为下一代电动汽车或者其它许多电气装置的动力来源。作为阴极的氧还原(ORR)反应,在这些电化学能量转换和存储装置中起着关键性的作用。然而,其缓慢的动力学限制了这类装置的效率和性能。铂基催化剂由于其优越的电化学性能成为目前最有效的氧还原电催化剂,但它也存在一些不可避免的问题,比如稀缺性、高成本,甲醇交叉中毒以及长期稳定性差。为了解决这些棘手的问题,大量的研究致力于合理设计和制备低成本的、高性能的替代铂基金属电催化剂的纳米复合物。异质原子(N,B,S,P,I,F等)掺杂的碳材料廉价且丰富,将Fe3C、Co与其复合,同时通过简单的方法改变复合物的形貌特征、调整多孔性,可用于进一步降低成本和提高催化剂的活性。因此,本论文采用不同的自模板方法用来设计和制备各种不同形貌特征的材料并运用于电催化ORR,设计方法巧妙地避开了牺牲模板法需要后续去除模板产生的浪费和繁琐的制备过程,简化了实验步骤,又降低了成本,主要的研究结果总结如下:1、采用g-C3N4作为碳源、氮源以及模板,借助葡萄糖的水热辅助作用将Fe2+组装到g-C3N4上,通过控制合成条件,从而构筑出一种叁维多孔结构的类银耳状Fe3C/N-C复合物。制备方法简单,绿色环保。g-C3N4的纳米片层结构框架、小尺寸Fe3C提供的大量活性位点、N元素掺杂以及大的比表面积(1068.9 m2 g-1)的协同效应,使得制得的代表性产物Fe3C/N-C-5具有优良的电催化ORR性能,不管足起始电位(Eonset)还是半波电位(E1/2)都非常与Pt/C接近,并且E1/2只与Pt/C相差15 mV,优异的极限扩散电流为5.88 mA cm-2 at 0.2V vs RHE,高于Pt/C(5.45 mA cm-2 at 0.2V vs RHE)。在循环了2000次之后,Eonset与E1/2也无明显变化,电流密度(J)也能保持在原有基础上的97.89%,表明了 Fe3C/N-C-5复合物催化ORR循环稳定性高,催化的ORR电子转移数(n)在3.87～3.97之间,说明了氧还原反应是以四电子反应进行的。2、选择ZIF-8为自模板,借助其表面吸附作用以及气相沉积聚合策略的辅助作用,构筑了中空多孔Fe3C/N-C纳米复合物。实验结果表明,在碱性条件下,代表性产物Fe3C/N-C-10%具有优良的催化ORR活性,其Eonset,E1/2(只与Pt/C相差19 mV),J(为5.86 mA cm-2 at 0.2V vs RHE,超过了Pt/C的5.46 mA cm-2 at 0.2V vs RHE)都能与商业Pt/C催化剂相媲美。在循环5000次之后,Eonset与E1/2也无明显变化,J也能保持在原有基础上的95.7%,拥有比较低产率的副产物双氧水含量(1.91～7.01),说明在发生电催化过程中是以四电子反应进行的。3、利用ZIF-67与二氰二胺作为原料,发展出一种简单、通用、高产率的研磨法原位衍生出Co@N-CNT。二氰二胺作为丰富的氮源将异质原子N结合到CNT中,从而有效地增强了CNT催化ORR的活性。通过控制条件,合成了不同氮含量以及不同管径的N-CNT。在碱性中,代表性产物Co@N-CNT-20表现了杰出的电催化ORR性能,并且E1/2与Pt/C仅相差25 mV,J为5.62 mA cm-2 at 0.2 V vs RHE,高于Pt/C的5.46 mA cm-2 at 0.2 V vs RHE,在2000次循环之后发现,Eonset与E1/2没有明显变化,J也就只衰减了1.7%,反应过程中n在3.87～3.97之间。我们的策略提供了一种方便且可控的方法来原位制备掺氮的CNT,尤其是含金属的N-CNT。
（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。
碳复合物论文参考文献
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