一、热处理对爆炸法制备的碳包裹碳化铁纳米颗粒的影响（论文文献综述）
张宇[1]（2021）在《棉纤维基石墨化碳复合材料的制备及储锂性能研究》文中认为环境污染和能源短缺一直是人类面临的共同问题。因此,环境友好型能源的研究受到了广泛的关注。将废旧资源转化为能源材料不仅可以解决能源危机问题,而且能够提高废旧资源利用率和减少环境污染。废旧纺织纤维材料是人类生活、生产过程中产生的废弃物。如何将这些纺织纤维材料进行处理是纺织行业面临的重要问题。在本研究中,通过催化石墨化方法将废旧棉纤维直接转化为锂电负极材料-棉纤维基石墨化碳的复合材料（CFGC）。同时,优化了催化石墨化方法,直接将铁催化剂转化为碳化铁和硫化铁,从而减少了酸洗和水洗等处理工艺。本研究为废旧纺织纤维材料转化为能源材料提供了扎实的理论和实践基础。主要研究内容和结果如下:1.以生物质废旧棉织物材料为碳源,硝酸铁为催化剂,通过高温制备出棉纤维基石墨化碳材料,实现了废旧资源到能源材料的转化。探究了不同温度和硝酸铁浓度对棉纤维基碳材料石墨化程度和储锂性能的影响。结果表明:当900℃碳化2h,硝酸铁浓度为0.5 mol/L时,制备出棉纤维基碳材料石墨化程度最高。将CFC、CFGC-0.25和CFGC-0.5材料组装成半电池,发现CFGC-0.5具有最佳的储锂性能。CFGC-0.5材料循环100次后在0.1 A g-1和2 A g-1条件下,比容量分别达到280 m Ah g-1和127 m Ah g-1。2.以生物质废旧棉织物材料作为碳源,硝酸铁为铁源,通过高温制备出棉纤维基石墨化碳@Fe3C材料,再硫化制备出棉纤维基石墨化碳@Fe7S8材料,实现了废旧资源到储锂能源材料的转化。研究了不同温度和硝酸铁浓度对复合材料合成的影响。结果表明:当700℃碳化2 h,硝酸铁浓度为2 mol/L,能制备出更优棉纤维基石墨化碳@Fe3C材料。当CFGC（0.5、1、2）与硫粉（质量比1:1）,600和700℃硫化4 h,均能制备出CFGC@Fe7S8复合材料。将CFC、CFGC@Fe3C和CFGC@Fe7S8材料组装成半电池,发现CFGC@Fe7S8具有最佳的储锂性能。CFGC@Fe7S8材料在电流密度为0.1 A g-1和2 A g-1条件下循环100次后,比容量可以保持在549 m Ah g-1和312 m Ah g-1。通过一步法和两步法制备CFGC@Fe7S8比较,CFGC@Fe7S8-Two作为锂电负极材料具有比CFGC@Fe7S8-One更高的比容量和更优越的倍率性能。在电流密度为0.1 A g-1和2 A g-1下,CFGC@Fe7S8-Two比容量分别为508 m Ah g-1和307 m Ah g-1。3.以生物质壳聚糖材料作为碳源,硝酸铁作为铁源,通过高温制备壳聚糖基石墨化碳@Fe3C材料。研究了不同温度和硝酸铁质量对复合材料合成的影响,在800℃碳化2h,壳聚糖与硝酸铁质量比为1:1.5的条件下,可以制备出更优的壳聚糖基石墨化碳@Fe3C复合材料。将CSC和CSGC@Fe3C（0.75、1、1.5）材料组装成半电池,CSGC@Fe3C-1.5的储锂性能最佳,即循环100次后在电流密度为0.1 A g-1和2 A g-1条件下,比容量分别为412 m Ah g-1和230 m Ah g-1。
李雪琪[2]（2020）在《碳包覆纳米坡莫合金的爆轰合成研究》文中指出随着科学技术的发展,人们对材料性能的要求日益增加。坡莫合金作为重要的软磁材料,在众多领域有着广泛的应用,但是纳米坡莫合金在空气当中无法稳定存在,限制了其应用范围。科学家们提出了用碳层包覆解决该问题的方法,碳包覆纳米坡莫合金结合了碳包覆金属纳米材料与合金材料的优点,有着区别于传统材料的巨大优势。用来制备碳包覆纳米金属材料的方法有很多,其中较为典型的有:高压电弧放电法（Arc）、化学气相沉积法（CVD）、热解法等。上述方法在碳包覆纳米材料的合成、研究方面取得了巨大的成就,但是这些方法普遍存在耗能高、仪器设备价值昂贵、无法连续合成、副产物难以分离、经济性差等问题,工业化生产前景较差,限制了碳包覆材料的实际应用。爆轰法作为一种合成方法,已经广泛用于纳米材料的合成,其中爆轰法合成纳米金刚石已经成功实现工业化生产,爆轰法具有反应速度快、耗能低、工艺参数简单、可大规模生产、经济性好的优点。本文分别利用炸药爆轰法与气相爆轰法进行了碳包覆纳米坡莫合金制备研究,从实验分析、性能检测、理论计算等多方面对炸药爆轰法和气相爆轰法合成碳包覆纳米合金材料进行了研究和讨论。采用现代化检验测试手段X-射线衍射仪（XRD）、具有EDS能谱的透射电子显微镜（TEM）、拉曼光谱仪（Raman）等,对材料的微观形貌及物相组成进行了表征研究;采用了震动样品磁强计（VSM）、矢量网格分析仪等对爆轰产物的软磁性能和吸波性能进行了研究。对炸药和气相爆轰合成分别利用数值模拟计算其爆轰参数,并利用高速摄影验证了计算的准确性;进而结合合金相图深入探讨了爆轰法合成碳包覆纳米合金材料的合成机理。主要取得以下成果:1)使用廉价易得的硝酸盐类作为金属的核心供体,分别采用乙醇和萘作为碳源,调整自制炸药成分,在炸药爆轰的驱动下,在爆轰压力容器中成功合成了成分均匀、核壳结构完整的碳包覆纳米坡莫合金。对所合成样品的研究表明,在炸药爆轰产物中出现少量的由碰撞导致的颗粒团聚与长大现象;纳米粒子金属核心的直径随着镍元素含量的增加而增大,碳壳层的厚度正比于前驱体中碳元素的含量。碳包覆纳米坡莫合金在室温下具有良好的超顺磁性,并且具有优良的电磁波吸收效应;碳层的包覆使纳米坡莫合金更易于表面改性,便于与高聚物均匀混合,是良好的电磁波吸收涂层材料。2)对于炸药爆轰合成,采用BKW状态方程与吉布斯最小自由能原理相结合,并且耦合合成产物的固体方程,根据爆轰的ZND模型,实现了对碳包覆纳米材料炸药爆轰合成参数的数值计算。以爆轰合成参数的计算结果为依据,结合碳金属二元合金相图对爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金的机理进行了探讨。纳米坡莫合金的包覆层中的完整石墨层,一部分是来源于爆轰波后生成的活性炭簇,在铁、镍元素的催化下形成的;另一部分则源自于金属内部析出,即降温降压时金属溶碳量下降,会析出的高度石墨化的碳层;非球型的碳包纳米合金粒子来源于合金进入固相后的粒子碰撞聚合,来不及生长成为等轴晶粒而遗留下的。3)采用预加温汽化金属有机物的方式,分别利用氢氧爆源与乙炔氧爆源在气相爆轰管中成功合成出超细碳包覆纳米坡莫合金、碳包覆纳米超坡莫合金、碳包覆纳米铜铁合金。合成产物整体形貌相似,具有紧密的核壳结构,粒径为10nm左右,粒径分布均匀,为鲜有局部团聚现象的超细纳米颗粒。铜铁合金在铁原子占比30%时即出现完整的石墨包覆层;对碳包覆铁镍钼三元超坡莫合金的实验表明,Mo元素以稳定碳化物形式存在,不利于改善软磁性能,说明合成碳包覆超坡莫合金时应选用Cu掺杂。4)针对气相爆轰合成的参数计算的特殊问题,推导出混合有固体颗粒物的理想气体状态方程,并考虑初始压力、温度对爆轰参数的影响,以C-J爆轰理论建立气相爆轰合成理论模型并编程计算,并以高速摄影实验测量爆速进行了验证。对于文中气相爆轰实验工况进行爆轰参数的计算表明,爆轰合成温度在铁的沸点（2750℃）以上碳沸点（4827℃）以下。与固相炸药爆轰合成相比较,由于爆轰合成时金属处于气态并且空间含量很低,所以更易于形成超细纳米粒子。
常梦璐[3]（2019）在《石墨烯/铁及钴铁氧体复合吸波材料的研究》文中研究指明吸波材料是指能将电磁能转换为其他形式能量从而达到吸收或者大幅减弱入射到它表面的电磁波的一种材料。吸波材料能屏蔽电磁干扰,具有质量轻、耐高温、耐腐蚀、在较宽频段有着较大的吸收率等优点。本文主要以石墨烯复合吸波材料为研究对象,完成材料的制备与测试,重点分析石墨烯基吸波材料的吸波机理、结构形貌特征以及对比了不同浓度、制备方法等因素对吸波性能的影响。研究和设计期间的工作主要有以下几个方面:（1）深入研究了吸波材料的吸波机理,分析了不同类型的吸波材料的吸波机制以及从微观结构层面剖析不同吸波机制的产生原因,了解多层吸波材料的电磁波传播方式以及掌握以金属板为背景的单层吸波材料反射损耗的计算。（2）通过Hummers法制备了氧化石墨烯分散液,再通过水热法合成了石墨烯/钴铁氧体复合吸波材料。分析了样品的结构、形貌特征、热稳定性,通过矢量网络分析仪测试了样品的电磁参数,并通过计算得到材料的反射损耗。研究表明,氧化石墨烯分散液浓度对最终复合材料吸波性能有较大影响,当氧化石墨烯分散液浓度为1mg/ml时,10.5GHz处,反射损耗最大,为-16.8d B,高于或低于此浓度均对吸波性能有不利影响。（3）通过溶胶凝胶法制备了钴铁氧体磁性纳米颗粒,再通过水热法将钴铁氧体磁性纳米颗粒和石墨烯复合,得到了石墨烯/钴铁氧体复合吸波材料,分析对比了石墨烯的加入对样品形貌结构以及吸波性能的影响,结果显示,石墨烯的加入可以明显改善钴铁氧体团聚情况,对复合样品的吸波性能有较大提升,在12.4GHz处有最大反射损耗-19.4d B,吸收带宽达5.4GHz。对比（2）中水热法制备得到的石墨烯/钴铁氧体样品,溶胶凝胶法制备得到的样品颗粒分布、样品结晶度以及吸波性能都相对较好,从而对吸波性能有着一定的提高。（4）本文对溶胶凝胶法进行了工艺流程上的创新与改进,采用一步溶胶凝胶法,使得制备流程得到大幅度简化,大大提高了制备效率,降低了成本,该方法以柠檬酸为络合剂,尿素作为碳源,一步反应制备了氮掺杂石墨烯/铁复合吸波材料。XRD、TEM测试表明,该种方法能有效合成氮掺杂石墨烯/铁复合吸波材料,样品结晶度较好,磁性纳米颗粒分散较为均匀,吸波性能表现突出。当厚度为3mm时,在12.5GHz处有最大吸收峰-37d B,带宽可达6.2GHz。与溶胶凝胶法制备的石墨烯/钴铁氧体进行对比可以发现,一步溶胶凝胶法在制备工艺以及制备成本上有着较大幅度改善,样品颗粒分布、样品结晶度也有较为明显的改善。
向俊庠[4]（2019）在《气液爆轰法制备低维碳纳米结构材料的研究》文中研究说明爆轰法制备纳米材料是爆炸力学、流体力学、材料学、爆轰物理和化学等诸多学科交叉融合的产物,是爆炸领域中最具活力的主题之一,也是当今国际上比较前沿的课题之一。爆轰过程产生的瞬时高温、高压可以为纳米材料的形成提供有利的生长环境,利用爆轰反应制备纳米材料的方法具备简单、高效、环保和成本低等一系列优点。气液爆轰法属于爆轰法中的一种创新技术,利用高能点火器引爆气液混合前驱体来制备纳米材料。相比于炸药爆轰,制备的产物纯度更高、分散性更好。本文首次以气液爆轰法成功制备多种低维碳纳米结构材料,包括碳纳米洋葱（CNOs）,碳纳米管（CNTs）和碳包覆二氧化钛（Ti O2@C）等,同时结合透射电子显微镜及能谱仪（TEM-EDX）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、拉曼光谱仪（Raman）、热重分析仪（TG）等现代分析手段对所合成的碳纳米结构材料的形貌结构、物相成分、元素构成、热稳定性等等进行了分析,并探讨了气液爆轰技术与碳基纳米材料生长之间的内在规律,主要研究内容如下:1.利用自主研发设计的可燃气驱动多相前驱体爆轰装置与爆轰参数测试仪器,对爆轰过程中的爆压和爆速进行了实时测量。根据实验测试结果分析了爆轰反应过程中关键参数的变化规律;基于C-J爆轰理论与热力学定律,通过将理论计算与实验分析相结合来研究爆轰环境特征参数的变化。研究结果表明,实际测量的爆压与爆速都要略小于理论解,但理论结果在一定程度上可以预测实际结果,可以为后续高效制备碳纳米结构材料实验研究提供相应的理论依据。2.以苯、甲烷和氧气作为前驱体在封闭的爆轰管中进行气液爆轰,研究了不同气体浓度对制备碳纳米洋葱的影响。随着前驱体中氧气浓度的增大,爆轰反应过程中爆压、爆速、爆温都会相应的增大,产物粒径减小,石墨化程度加深;当爆压高于2.2MPa,爆速超过2000m/s,爆温超过4000K,碳基质更容易石墨化并聚集成洋葱结构。3.利用二茂铁作为前驱体金属催化剂,选取甲烷,氧气和樟脑球的碳氢氧混合物制备了铁基多壁碳纳米管。在碳/铁原子比较低时,产物主要为碳包覆金属颗粒（CEMNPs）,随着碳/铁原子比的增加,逐渐有碳纳米管的生成;碳包覆铁和碳纳米管生成的爆轰环境类似,爆压大约在1.7Mpa,爆速大约在1700m/s,爆温大约在2800K。4.采用甲烷,氧气,四氯化钛和苯为前驱体进行气液爆轰,探究了前驱体浓度对制备碳包覆二氧化钛的影响。随着前驱体中苯含量的增加,二氧化钛的直径逐渐减小,被包覆的颗粒也越来越多;当碳/钛原子比约为26/1时,产物包覆效果较好,颗粒主要呈球形,直径大约在10-30nm,核壳结构明显,此时的爆压大约在1.7Mpa,爆速大约在1700m/s,爆温大约在2500K;结合Kruis模型发现,爆轰温度和碳/钛原子比都会对二氧化钛的生长产生影响:爆轰温度越低,碳/钛原子比越大时,二氧化钛颗粒的直径越小,越容易被包覆。
赵铁军[5]（2019）在《气相爆轰合成碳基磁性复合材料及其电磁波吸波性能研究》文中研究说明当今信息传递、工业装备、军事装备朝着智能化发展,正在建设的5G网络将进一步深化信息智能化对生产生活带来巨大的变革。军事装备的革新与复杂环境下电磁战为背景的现代化战争中,不仅需要具有隐身功能的设备,还需要空中电磁干扰域的掩护。针对空中电磁干扰域,常用烟幕弹爆炸或燃烧释放含有微/纳米颗粒的烟幕实施电磁干扰来影响雷达、红外等的侦查。爆轰法是一种动态制备纳米材料的方法,通过爆炸可在瞬间获得纳米材料并能在空中形成由纳米颗粒构成的动态烟幕区,制造短时电磁波干扰区域,对敌方的电子侦查实施干扰。作为空中动态吸波研究的一部分,本文旨在通过爆轰方式制备电磁波吸波材料,分析其对电磁波的吸收性能。在此基础上选择目标产物,为空中动态吸波研究提供吸波材料的选择方案。Fe@C纳米颗粒、Co@C纳米颗粒、CNTs具有优良的介电性能与磁性能,同时兼有良好的吸波能力,常用于吸波体的设计。本文采用气相爆轰法制备了Fe@C纳米颗粒、Co@C纳米颗粒、CNTs三种碳基磁性复合材料。研究了爆源种类和爆源中气体摩尔比对碳基磁性复合材料物相、形貌、磁性等的影响,并探究了它们在1～18 GHz频率范围内的电磁特性与吸波能力。可得到如下结论:研究了爆源种类及爆源中气体摩尔比对Fe@C纳米颗粒形貌、物相等的影响,并分析了其在1～18 GHz频率范围内的吸波性能。爆源种类对Fe@C纳米颗粒形貌的影响比较显着,爆源气体摩尔比对Fe@C纳米颗粒的形貌及物相影响比较明显。爆源零氧平衡时,获得的产物为Fe@C纳米颗粒,金属核为铁/碳化铁,碳壳为部分石墨化的无定型碳,高燃烧热的爆源制备的Fe@C颗粒尺寸较大。在氢-氧爆源正氧条件下,降低爆源中氢的占比,部分铁将被氧化成氧化亚铁或磁铁矿,同时粒径随之增大。甲烷-氧负氧反应时,随着甲烷摩尔比的提高,产物的形貌将由核-壳结构向核壳-碳纳米管结构转变。然而,苯-氧爆源在负氧平衡时,苯占比增高时,产物中出现“碳囊”结构,且碳壳厚度逐渐增大。不过,爆源种类及爆源气体摩尔比对石墨化程度影响甚微。初始Fe@C纳米颗粒的电磁波吸波性能较差,Ar气保护700 ℃热处理可明显提高其电磁波吸波能力。初始Fe@C纳米颗粒的反射损耗不足-2 dB;经Ar气保护热处理后,其吸波能力明显提升,RL值为-17.1 dB,对应的频率为5.4 GHz,样品厚度为3 mm,有效吸收频段为7.1 GHz（2.7～9.8 GHz）（样品厚度2～5 mm）。首次采用气相爆轰法制备了Co@C纳米颗粒,并探讨了其对电磁波的吸收问题。以乙酰丙酮钴（Ⅲ）为前驱体,分别以氢-氧、甲烷-氧、苯-氧为爆源,研究了爆源对产物形貌、物相及石墨化程度的影响。结果发现爆源对碳-钴复合材料的形貌影响很明显,爆源零氧平衡时,低燃烧热的氢-氧爆源制备的产物为Co@C-CNTs的复合材料;燃烧热较高的甲烷-氧、苯-氧爆源得到的产物为Co@C颗粒,且高燃烧热爆源得到的产物颗粒尺寸偏大。甲烷-氧爆源由零氧平衡向负氧平衡变化时,产物由Co@C纳米颗粒逐渐变为Co@C-CNTs共存的复合材料。初始Co@C纳米颗粒的最小RL值出现在11.88 GHz处,大小为-2.8 dB,对应的厚度为1mm;Ar气保护700℃热处理后,其最小RL值为-17.5 dB,出现在16.98 GHz,对应的样品厚度为5 mm。以氢-氧、甲烷-氧为爆源,二茂铁为前驱体,研究了气相爆轰制备CNTs的影响因素,并讨论了在1～18 GHz频率内其对电磁波的吸收情况。氢-氧爆源在负氧条件下,氢氧摩尔比对产物形貌形貌影响非常明显,随着氢占比的提高,产物由Fe@C纳米颗粒转向Fe@C-CNTs,且CNTs占比逐渐增大,Fe@C颗粒的尺寸大小逐渐均匀。甲烷-氧摩尔比1:1,二茂铁质量为2 g时,可得到长度几微米,外径30 nm,内径15 nm的多壁CNTs。结合爆轰过程的ZND模型与V-L-S生长模型提出了气相爆轰制备CNTs的生长机制。制备的CNTs的电磁波吸收能力较差,当厚度为2mm时出现最小RL值-6.1 dB,对应的频率为11.2 GHz;随着样品厚度的增大,反射损耗最小值向低频偏移。探究了初始碳基磁性复合材料吸波性能较差的原因,并指出核-壳结构的碳基磁性复合材料比较适用于空中动态吸波的研究。阻抗不匹配是初始样品电磁波吸收能力不高的主要原因。初始碳基磁性复合材料中存在大量的无定型碳且金属结晶度较低,导致其复介电常数均很大,进而阻抗匹配度不到0.4,电磁波在吸波体-空气界面发生反射,很难进入吸波体内部。经Ar气保护700 ℃热处理后,Fe@C、Co@C的物相、微观结构发生不同程度的变化,复介电常数明显减小,阻抗匹配度明显提高,电磁波很容易进入吸波体内部,并在介电损耗与磁损耗协同作用下实现对入射电磁波的有效吸收。在爆轰反应中,CNTs结构极易破碎,电磁波吸波性能无法保证;而核-壳结构的碳包金属颗粒更加稳定,且Ar气保护热处理后,Fe@C与Co@C纳米颗粒的电磁波吸波能力明显提高。因此,在空中动态电磁波吸波研究中,核-壳结构的碳基磁性复合材料是一种比较合适的备选材料。
王志[6]（2017）在《TiC-CrMo钢钢结硬质合金的制备与性能研究》文中研究指明钢结硬质合金硬度高、比重小、耐磨性好,广泛应用于工模具、量具和耐磨零件。目前,与国外同类材料相比,国产钢结硬质合金常常存在孔隙率过高、强度低以及不均匀等问题。本文采用传统粉末冶金方法制备含铬低合金钢钢结硬质合金,通过对TiC粉和钢基体原料粉的优选,以及工艺的优化,以期提高钢结硬质合金的性能。本文首先基于GT35钢结硬质合金对球磨工艺、烧结工艺和热处理工艺进行优化。结果表明,球磨44小时、烧结温度为1440℃C、600 ℃C后升温速度为1 ℃C ·min-1,热处理后能得到密度和强度较高的样品:密度为6.40 g·cm-3、抗弯强度为1602 MPa。使用不同配碳量以及不同化合碳含量的碳化钛作为原料,结果发现配碳量（原料总碳）为7.50 wt%的时候,钢结合金得到最好的综合性能。使用化合碳含量较高（19.15 wt%）的碳化钛能得到较高的综合性能:硬度为68 HRC左右、抗弯强度为1726 MPa。采用不同的铁粉（还原铁粉、电解铁粉、羰基体粉）制备钢结硬质合金,其中使用还原铁粉制备的合金的性能最低,使用电解铁粉作次之,使用羰基铁粉制备的钢结合金的性能最高:硬度70 HRC、抗弯强度2120 MPa。利用微碳铬铁粉作为铬源用于制备钢结硬质合金,并和纯铬粉以及冶金用铬铁粉进行了对比。微碳铬铁粉具有较小的颗粒尺寸及较高的纯度使得制备的合金具有较高的性能:硬度68 HRC、抗弯强度1893 MPa;利用微碳铬铁粉为铬源,制备铬含量为2.34、6、10 wt%的钢结硬质合金。随着铬含量的增加,样品的强度逐渐下降,硬度先升高后降低。在相同的条件下,铬含量为6 wt%的样品的耐磨性能最好,其次是铬含量为10 wt%的样品,铬含量为2.34 wt%的样品的耐磨性能最差。使用微碳铬铁粉制备的铬含量为2.34 wt%的样品的耐磨性能较高碳铬铁制备的样品提高了大约39.3%,大约是YG25钢结硬质合金耐磨性的2.1倍。我们对用量较大的铬含量为2.34 wt%的钢结硬质合金进行了优化实验。采用羰基铁粉、化合碳含量为19.15 wt%的碳化钛粉、微碳铬铁粉为原料,其中配碳量为7.5 wt%、球磨时间为44 h、烧结温度为1440 ℃、600 ℃-烧结温度的升温速度为1 ℃>min-1。经过热处理后样品的硬度为70 HRC、抗弯强度为2286 MPa、冲击韧性为7.2 J/cm2。
任欢[7]（2017）在《碱性聚电解质燃料电池Fe/N/C阴极催化剂研究》文中指出质子交换膜燃料电池（PEMFC）对稀缺贵金属Pt的依赖是制约其实用化发展的关键原因,碱性聚电解质燃料电池（APEFC）概念的提出可从根本上解决这一难题。在电化学体系由酸性向碱性环境转换过程中,催化剂的选择类型得到极大拓展,尤其在阴极氧还原反应（ORR）中,许多非贵金属催化剂可以得到应用。这其中,在碱性环境下具有高催化活性及稳定性的铁、氮共掺杂碳基材料（Fe/N/C）是最有可能替代Pt被应用到实际APEFC器件中的阴极催化剂。然而,在溶液单电极测试中具有优异ORR催化能力的Fe/N/C材料在APEFC测试中并未体现出与之活性相匹配的全电池性能。通过对若干自制Fe/N/C催化剂的本征ORR活性、物理化学特征与单电池性能进行比较,并对催化剂与碱性聚合物间的相互作用进行分析,本论文探究了 Fe/N/C在APEFC中的适用性问题,并在此基础上对催化剂的合理化设计提出了建议。具体内容与结果如下:1.通过DMF/乙醇溶剂热替代水热反应完成对腺苷分子的碳化过程,Fe3+的强水解及腺苷的断键过程被有效抑制,经后处理优化得到的C-FeN-sovol较水热法所得C-FeN·具有更高的Fe、N掺杂度。在两者形貌未有明显差异的前提下,C-FeN-sovol在1 M KOH的RDE测试中所得ORR半波电位（E1/2 = 0.895 V vs.RHE）较C-FeNN正移20mV,将两者作为阴极催化剂所得APEFC最高功率密度分别为130mW/cm2和100mW/cm2,说明催化位点数量的提升是催化剂ORR本征活性与APEFC电池性能改善的必要条件。。2.利用溶剂热碳化低聚物与碳纳米管复合的方法,可获得高石墨化碳纳米管外壁覆盖有超薄层的非晶态缺陷结构的C-FeN-sovol/CNNT。较低的催化位点密度虽令 C-FeN-sovol/CNT（E1/2=0.873 V vs.RHE）在 ORR 活性上离 C-FeN-sovol有一定差距,但碳纳米管所提供的高导电能力令其在APEFC中体现出较大优势,高频电阻的显着下降令电池最高功率密度提升至170 mW/cm2,充分证明催化剂电子电导率对电池性能的重要影响。3.通过向溶剂热中引入ZnC12催化腺嘌呤核苷聚合碳化过程,获得兼具高活性与高电导率的管状Fe/Fe3C@NCNT催化剂。碳纳米管上以“Fe单原子”形式均匀分布的FenN4/C配位结构与高密度N/C位点令催化剂具有极高的电催化ORR活性,其ORR半波电位（E1/2 = 0.93 V vs.RHE）与同等C载量下20 wt%Pt/C（80μgpt/cm2）相同,并表现出比Pt/C更低的H202生成效率和更优的长期稳定性;碳纳米管内部石墨碳包覆Fe/Fe3C纳米颗粒结构令催化剂具有相当高的导电能力,在4～7 at%的N掺杂量下仍能保持2～10 S/cm.的电导率水平。Fe/Fe3C@NCNT融合了 C-FeN-sovol 和 C-FeN-sovol/CNT的优势,并将表面催化位点含量/形式和电子导电率提升到了更高层次,因而表现出APEFC单电池性能上的突跃式进步。对催化剂载量、电子导电率等因素调控后,阴极催化剂载量2 Dmg/cm2的单电池最高功率密度可达485 mW/cm2,远高于目前非贵金属阴极催化剂在APEFC应用方面的文献报道水平。4.采用Fe-phen配合物和咪唑分子为前体,通过载体/模板法和离子液体热解法获得了两类具有高密度单分散FeNx/C配位结构、高含N量与丰富孔道结构的新型Fe/N/C催化剂MgCB-CFephen和CFe-imizadole,两者在1 MKOH中表现出与Pt/C相当甚至比Pt/C更优异的电催化ORR活性。然而在APEFC单电池测试中发现,较高的杂原子掺杂程度和高比例的微孔、小孔径介孔结构虽然会令活性位点的密度有效提升,却给催化剂带来了电子电导率低下、疏水化程度过高及有效活性位点利用率不足等问题,令两者所得APEFC的放电性能在欧姆极化和传质极化区内均出现不同程度明显衰减。5.电化学ORR测试中全浸没式溶液环境、超低催化剂载量和高强度电极-溶液界面电场令催化剂的本征活性得以体现,而转换至电池体系,样品电导率的大小、对水的亲和能力,催化位点与ionomer有效接触程度等影响因素逐步凸显。综合本论文所得七类Fe/N/C催化剂分析认为,以上各因素呈互相制约关系,难以通过控制合成条件对某一特性进行单变量提升,这要求研究者在催化剂的设计方面有更加明确的目的性,不能一味追求电化学测试中的高ORR活性,而需要通过调和各项制约因素达到平衡以获取实用性更强的Fe/N/C材料。6.使用APEFC用ionomer自交联自聚集型季铵化聚砜C12 xaQAPS作粘结剂取代Nafion进行RDE测试发现,Fe/N/C易受C12xaQAPS影响而出现ORR活性上的迅速衰退。通过对比QAPPdP,PS,SPS,PTFE,QAMPOB,SPEEK等聚合物粘结剂所得ORR极化曲线可知,聚合物的亲疏水程度会严重影响RDE测试中Fe/N/C的ORR活性。但APEFC中ionomer优良的亲水性对气体扩散电极三相界面间的ORR反而是有利性因素,RDE测试与单电池测试现象上的差异可能表征了不同聚合物与催化剂间的相互作用形式,对于此现象具体作用机理及相关科学模型的构建有待继续研究。
钟国玉[8]（2016）在《碳基非贵金属氧还原催化剂的制备、性能及机理研究》文中提出质子交换膜燃料电池是一种直接将化学能转化为电能的能量转换方式,具有环境友好、能量密度高、转化效率高等优点,能够应用于便携能源及燃料电池电动车领域。目前,直接甲醇燃料电池的主要技术壁垒是阴极氧还原反应速率慢且需要大量的铂基催化剂。铂价格昂贵、储量有限、易中毒的缺点限制了质子交换膜燃料电池的实际应用。因此,开发出低成本、高活性、高稳定性的阴极非贵金属催化剂将能够显着地推动质子交换膜燃料电池的大规模商业化应用。碳基非贵金属催化剂因其具有一定的氧还原催化活性,优异的抗中毒性能和良好的稳定性,引起了广泛的研究。尽管如此,目前该类催化剂离实际应用仍有较大差距,因其在实际应用的酸性介质下ORR活性远低于铂碳。同时碳基非贵金属催化剂的活性中心也存在争议,此外,金属填充、边缘、比表面积等也对其活性有一定的影响。基于此,本文主要从边缘碳、杂原子掺杂和铁填充三个方面,分别设计、制备了一系列的碳基非贵金属氧还原催化剂,详细分析了各自的活性中心和氧还原催化机理。论文的主要研究内容如下:（1）碳纳米管边缘碳的生成及其ORR催化机理研究。本文选择不掺入杂原子的平行碳纳米管和鱼骨碳纳米管为研究对象。通过氢气、硝酸、球磨以及进一步高温退火处理,分别制备了边缘碳含量不同的碳纳米管。ORR性能测试表明:边缘碳含量高的样品ORR活性高。通过电子转移速率常数确定不同样品的边缘碳含量,发现边缘碳含量与ORR峰电位具有很好的对应关系。DFT模拟计算显示:边缘碳与其相邻碳原子之间存在电子转移,这有利于与边缘碳相邻碳原子对O2的吸附,从而使得边缘碳具有比基面碳更高的ORR活性。在此基础上,通过化学钻孔的方法,可控增加碳纳米管边缘碳含量。通过控制钻孔过程中钴的用量,制备了不同钻孔程度的碳纳米管样品。结果表明:钴用量为10-12 wt%时所得样品具有最好的碱性ORR催化活性。最优样品的ORR起始电位为-0.027 V（vs.Ag/AgCl,下同）,极限电流则高达4.58 mA cm-2,其活性明显高于原始碳纳米管和掺氮碳纳米管,可与商业Pt/C催化剂相媲美。TEM、Raman和EIS分析表明,钻孔一方面提高了碳纳米管的边缘碳含量,另一方面也会破坏碳纳米管结构,导致其电子传递阻力增加,这两者共同影响样品的ORR催化活性。这种提高碳纳米管边缘碳从而提高其ORR活性的方式为非掺杂纳米碳材料ORR催化剂的设计制备提供了一种新的思路。（2）P-N,S-N,B-N双掺杂薄层碳纳米片的制备、ORR性能及其活性中心的研究。通过简单地热解壳聚糖、尿素和磷酸、硫酸、硼酸分别制备了单独N掺杂和P-N,S-N,B-N双掺杂的薄层碳纳米片。不同掺杂碳纳米片均为高比表面积（1000 m2 g-1）的类石墨烯结构,石墨化程度和缺陷度类似。酸性条件下,不同掺杂薄层碳纳米片的ORR起始电位达到0.653 V,还原电流达到4-5.5 mA cm-2,表观电子转移数为3.9左右,都优于氮掺杂碳纳米管,ORR电流甚至优于商业Pt/C催化剂。通过XPS详细表征样品的杂原子掺杂形式,认为石墨氮是掺杂薄层碳纳米片在酸性条件下的ORR催化活性中心。（3）碳化铁填充掺氮碳纳米管的制备及其ORR催化机理研究。本文通过简单地热解三聚氰胺和氯化铁制备了碳化铁填充的掺氮碳纳米管（Fe3C@NCNTs）。典型的Fe3C@NCNTs为100-200 nm的碳纳米管,其表面掺入6.16 wt%氮,而管内则以Fe3C的形式填充22.47 wt%的铁。Fe3C@NCNTs在酸性和碱性条件下都表现出与商业Pt/C催化剂相同的ORR催化性能;酸性条件下ORR起始电位0.719 V,极限电流3.6 m A cm-2,电子转移数4.0;碱性条件下ORR起始电位0.098 V,极限电流3.1 mA cm-2,电子转移数3.9。Fe3C@NCNTs也表现出了优于Pt/C的耐甲醇性能和稳定性。酸性和碱性条件下经过10000圈的循环伏安测试后其ORR峰电流分别保持了95.5%和85.4%。XPS表征、毒化实验和酸洗实验揭示Fe3C@NCNTs中氮是主要的活性中心,而管内填充铁与表面碳之间的相互作用对氧还原性能的提高起到了促进作用。电化学实验证明酸性条件下Fe3C@NCNTs对氧还原的催化作用是直接四电子过程。
尹昊[9]（2014）在《碳基纳米材料的爆炸合成及其机理研究》文中研究说明碳材料的研究和应用一直都是人类社会一个古老而常新的话题，从古代就已应用的石墨、钻石到近期发现的富勒烯、碳纳米管、石墨烯等多种形态，构成了极其丰富的碳材料家族。碳元素和其它元素（氮、金属等）结合形成各种化合物，在各个领域有着很重要的作用。利用爆炸产生的瞬间高温、高压作用合成材料是当前国际上一个前沿的研究课题。论文对多种碳基纳米材料的爆炸合成进行了系统深入的研究。设计了适用于碳基纳米材料爆炸合成研究的爆轰驱动飞片冲击加载和柱面双管冲击加载装置。基于Mie-Gruneisen方程，采用质量平均法对疏松混合粉末的雨贡纽参数进行理论计算，并计算了不同加载条件下粉末的冲击压力和温度。采用显式动力学有限元程序AUTODYN对冲击加载过程和粉体中的压力历程进行模拟研究，并结合实验结果对冲击加载装置进行优化改进。论文首次采用爆炸冲击的方法合成了石墨烯，选取干冰和氢化钙、碳酸钙和镁粉两种反应前体，选取硝酸铵/尿素作为氮掺杂源，采用爆轰驱动飞片加载方式对前体进行冲击加载，分别合成了高质量的石墨烯和具有良好催化氧气还原活性的氮掺杂石墨烯。石墨烯的生长速率须与碳原子的生产速率适配，才有利于生成石墨烯。冲击压力和温度是合成石墨烯的重要条件，通过调整压力和温度可以控制碳原子的生成速度，可能是生成单层或少层石墨烯的关键。利用轻气炮和激光干涉测速系统（DISAR）对采用苯溶剂热法合成石墨相C3N4（g-C3N4）的雨贡纽曲线进行了测量，D-u曲线在22.4GPa时有明显的拐折。利用二级轻气炮对石墨相C3N4进行冲击回收实验，高于22.4GPa时合成了α-C3N4，证明测量的D-u曲线在拐点处发生了相变。在冲击波作用下，石墨相C3N4以一种无扩散型的马氏体转变成α-C3N4，压力诱导相变占据主导地位。α-C3N4是一种亚稳相，淬火速率对于α-C3N4合成起到至关重要的作用。对混有镍粉的双氰胺进行冲击处理时，也得到了α-C3N4，表明镍粉的催化性质对α-C3N4合成有一定的促进作用。通过加热引爆黑索金和硬脂酸铁混合前体，合成了具有铁磁性和吸波性能的碳包覆铁基纳米颗粒，合成的碳包覆结构能够有效的保护金属核不被酸破坏。黑索金与硬脂酸铁的质量比是形成碳包覆结构的重要因素，可以通过改变质量比合成高纯的碳包覆结构。随着黑索金含量的增加，碳包覆层数和包覆颗粒尺寸都将减少；单质铁的含量也随之增加。爆轰合成的碳包覆铁基纳米颗粒在2.80-18GHz宽频范围内具有良好的微波吸收性能。
王帅[10]（2014）在《气相爆轰合成碳纳米材料的研究》文中研究表明自二十世纪八十年代发现富勒烯以来,碳纳米管、碳包覆纳米颗粒、石墨烯等新型碳纳米材料相继被发现,使得碳纳米材料一度成为科学界的关注焦点之一。作为研究纳米材料最重要的基础技术,纳米材料的制备方法始终是科研工作者的研究重点。气相爆轰法以速度快、容易控制、产物纯净等优点在合成纳米氧化物、纳米碳材料等方面取得了一些可喜的成果,是当今合成纳米材料的新兴技术手段。本文正是从理论计算和实验分析等多个方面研究利用气相爆轰这一技术手段合成碳纳米颗粒,以及碳包覆铁／碳化铁纳米颗粒、碳纳米纤维、薄层石墨／石墨烯这些碳纳米材料。为了从理论上分析气相爆轰合成碳纳米材料的可行性,本文先讨论了形成气相爆轰的一些必要条件。然后通过数值方法分析了爆轰波化学反应区的平衡状态组分,并建立了爆炸变化化学方程。计算结果表明,用苯和氧气爆炸时只在一定条件下才可大量生成游离态碳,爆温对爆炸产物的生成有显着影响,而爆压则基本不产生影响。最后,对苯和氧气爆炸的爆轰参数进行了理论计算,结果表明给定条件下可以形成爆轰。进一步分别用苯和氧气爆炸、氧气和氢气爆炸裂解苯和甲苯的方法合成了碳纳米材料并进行表征。结果表明,在以苯和氧气为爆炸源的实验中,合成了球状碳纳米颗粒,主要成分是石墨化的无定形碳,微观结构是无序生长的石墨和少量洋葱状富勒烯。在用氢气和氧气爆炸裂解苯、甲苯的实验中,合成了球状、棒状、碎屑状碳纳米颗粒,它们主要成分都是石墨化的无定形碳。最后,又用苯、氧气、少量二茂铁进行气相爆轰,通过调整反应气体的比例,合成了碳包覆铁/碳化铁纳米颗粒、碳纳米纤维、薄层石墨/石墨烯这些碳纳米材料。所合成的碳包覆纳米颗粒尺度均匀、分散性良好、包覆结构较为理想,碳纳米纤维的直径在1-20nm,长度达到几个微米,薄层石墨/石墨烯的层数在五到二十层左右数量级,面积可达约100×100nm2。此外,碳包覆纳米颗粒尺寸和包覆结构受反应气体初始配比的影响很大,而碳纳米纤维和薄层石墨均在特定初始配比下才能生成。
二、热处理对爆炸法制备的碳包裹碳化铁纳米颗粒的影响（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、热处理对爆炸法制备的碳包裹碳化铁纳米颗粒的影响（论文提纲范文）
（1）棉纤维基石墨化碳复合材料的制备及储锂性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.2.1 锂离子电池的发展史 |
| 1.2.2 锂离子电池的组成和工作原理 |
| 1.2.3 锂离子电池的特点 |
| 1.3 锂离子电池负极材料的研究进展 |
| 1.3.1 生物质碳材料 |
| 1.3.2 合金材料 |
| 1.3.3 过渡金属硫化物材料 |
| 1.4 本论文的研究意义与研究内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 棉纤维基石墨化碳材料的制备及储锂性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验药品 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 棉纤维基碳材料的制备 |
| 2.2.4 材料的物理性能表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 棉纤维基石墨化碳材料的制备过程 |
| 2.3.2 探究棉纤维基石墨化碳材料的制备条件 |
| 2.3.3 棉纤维基石墨化碳材料的结构和形貌分析 |
| 2.3.4 棉纤维基石墨化碳材料的电化学储锂性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 棉纤维基石墨化碳@Fe_3C和 Fe_7S_8复合材料的制备及储锂性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验药品 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 棉纤维基石墨化碳@Fe-Fe_3C复合材料的制备 |
| 3.2.4 棉纤维基石墨化碳@Fe_7S_8复合材料的制备 |
| 3.2.5 材料的物理性能表征 |
| 3.2.6 材料的电池性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 棉纤维基石墨化碳@Fe_7S_8制备过程 |
| 3.3.2 探究棉纤维基石墨化碳@Fe-Fe_3C复合材料制备条件 |
| 3.3.3 探究棉纤维基石墨化碳@Fe_7S_8复合材料制备条件 |
| 3.3.4 CFGC@Fe-Fe_3C和 CFGC@Fe_7S_8复合材料的结构、形貌和成分表征 |
| 3.3.5 CFGC@Fe-Fe_3C和 CFGC@Fe_7S_8复合材料的电化学储锂性能 |
| 3.3.6 一步法和两步法制备棉纤维基碳@Fe_7S_8复合材料的比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于壳聚糖构造的石墨化碳@Fe_3C复合材料的制备及储锂性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验药品 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 壳聚糖基石墨化碳材料@Fe_3C的制备 |
| 4.2.4 材料的物理性能表征 |
| 4.2.5 材料的电池性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 壳聚糖基石墨化碳@Fe_3C复合材料的制备过程 |
| 4.3.2 CSGC@Fe_3C复合材料的结构、形貌和成分表征 |
| 4.3.3 CSGC@Fe_3C复合材料的电化学储锂性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
（2）碳包覆纳米坡莫合金的爆轰合成研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 碳包覆纳米材料的研究进展 |
| 1.2.1 碳包覆纳米金属的合成方法 |
| 1.2.2 碳包覆纳米材料的应用领域 |
| 1.3 爆轰法在纳米材料制备中的应用 |
| 1.3.1 炸药爆轰合成纳米材料 |
| 1.3.2 气相爆轰合成纳米材料 |
| 1.4 本文的选题依据及研究内容 |
| 1.4.1 本文的选题依据 |
| 1.4.2 本文的研究内容 |
| 2 炸药爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金 |
| 2.1 爆轰合成设备与前驱体设计工艺 |
| 2.1.1 爆轰合成反应容器 |
| 2.1.2 含金属离子专用炸药的氧平衡 |
| 2.1.3 爆轰合成专用炸药设计与制备 |
| 2.2 炸药爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金表征 |
| 2.2.1 XRD图谱与物相分析 |
| 2.2.2 TEM照片与形貌分析 |
| 2.2.3 Raman光谱分析 |
| 2.3 碳包覆纳米坡莫合金的电磁性能研究 |
| 2.3.1 室温下的磁性能分析 |
| 2.3.2 样品吸波效应分析 |
| 2.3.3 电磁参数与吸波机理分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 碳包覆纳米坡莫合金的炸药爆轰合成参数与生成机理分析 |
| 3.1 炸药爆轰的理论基础 |
| 3.1.1 ZND爆轰理论模型 |
| 3.1.2 炸药爆轰的BKW凝聚态气体状态方程 |
| 3.1.3 爆轰反应的化学平衡方程组 |
| 3.1.4 固体产物的高压物态方程 |
| 3.2 炸药爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金的状态参数计算 |
| 3.3 炸药爆轰制备碳包覆纳米坡莫合金合成机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 气相爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金 |
| 4.1 碳包覆纳米坡莫合金的气相爆轰合成 |
| 4.1.1 气相爆轰合成实验 |
| 4.1.2 XRD图谱与物相分析 |
| 4.1.3 TEM照片与形貌分析 |
| 4.1.4 Raman光谱分析 |
| 4.1.5 室温下磁性能分析 |
| 4.2 气相爆轰合成碳包覆纳米三元坡莫合金探索 |
| 4.2.1 气相爆轰合成实验 |
| 4.2.2 碳包覆纳米三元坡莫合金样品表征 |
| 4.3 气相爆轰合成碳包覆纳米铜铁合金 |
| 4.3.1 气相爆轰合成实验 |
| 4.3.2 碳包覆纳米铜铁合金材料表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 气相爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金的参数计算 |
| 5.1 含固体颗粒的混合气体状态方程与等熵方程 |
| 5.2 初始温度和压力对气体爆轰参数的贡献 |
| 5.3 气相爆轰合成的状态参数与合成机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A. 热力学函数表 |
| 附录B. 混合物比饱和磁化强度的理论计算方法 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）石墨烯/铁及钴铁氧体复合吸波材料的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 吸波材料 |
| 1.1.1 吸波材料的分类 |
| 1.1.2 吸波材料的应用 |
| 1.2 铁及铁氧体 |
| 1.2.1 铁氧体的结构与性质 |
| 1.2.2 铁氧体的制备 |
| 1.3 石墨烯 |
| 1.3.1 石墨烯的结构和性质 |
| 1.3.2 石墨烯的制备 |
| 1.4 石墨烯/铁或铁氧体吸波材料发展现状 |
| 1.5 课题的研究思路和主要内容 |
| 1.5.1 课题的研究思路 |
| 1.5.2 课题的主要内容 |
| 2 电磁波吸收机理 |
| 2.1 电磁波损耗机制 |
| 2.2 吸波材料的吸波原理 |
| 3 水热法制备石墨烯/钴铁氧体及其吸波性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水热法制备石墨烯/钴铁氧体复合材料实验流程 |
| 3.2.1 水热法制备石墨烯/钴铁氧体复合材料的化学试剂及设备 |
| 3.2.2 Hummers法制备氧化石墨烯 |
| 3.2.3 水热法制备石墨烯/钴铁氧体复合材料 |
| 3.2.4 水热法制备石墨烯/钴铁氧体复合材料的表征方法 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 石墨烯/钴铁氧体的结构分析 |
| 3.3.2 石墨烯/钴铁氧体的微观形貌分析 |
| 3.3.3 石墨烯/钴铁氧体的热稳定性分析 |
| 3.3.4 石墨烯/钴铁氧体的电磁参数测试 |
| 3.3.5 石墨烯/钴铁氧体的吸波性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 溶胶凝胶法制备石墨烯/钴铁氧体及其吸波性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 溶胶凝胶法制备石墨烯/钴铁氧体复合材料实验流程 |
| 4.2.1 溶胶凝胶法制备石墨烯/钴铁氧体复合材料的化学试剂及设备 |
| 4.2.2 溶胶凝胶法制备石墨烯/钴铁氧体复合材料的制备流程 |
| 4.2.3 溶胶凝胶法制备石墨烯/钴铁氧体复合材料的表征方法 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 钴铁氧体及石墨烯/钴铁氧体的物相分析 |
| 4.3.3 钴铁氧体及石墨烯/钴铁氧体的透射电镜表征 |
| 4.3.4 钴铁氧体及石墨烯/钴铁氧体的热重量分析 |
| 4.3.5 钴铁氧体掺入石墨烯后电磁参数的改变 |
| 4.3.6 钴铁氧体掺入石墨烯后吸波性能的改善情况 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 一步溶胶凝胶法制备石墨烯/铁及其吸波性能的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 一步溶胶凝胶法制备石墨烯/铁复合材料实验流程 |
| 5.2.1 一步溶胶凝胶法制备石墨烯/铁复合材料的化学试剂及设备 |
| 5.2.2 一步溶胶凝胶法制备石墨烯/铁复合材料的制备流程 |
| 5.2.3 一步溶胶凝胶法制备石墨烯/铁复合材料的表征方法 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 石墨烯/铁复合材料的XRD表征 |
| 5.3.2 石墨烯/铁复合材料的LAMAN表征 |
| 5.3.3 石墨烯/铁复合材料的TEM表征 |
| 5.3.4 石墨烯/铁复合材料的TG表征 |
| 5.3.5 不同柠檬酸及铁盐含量对石墨烯/铁复合材料电磁参数的影响 |
| 5.3.6 不同柠檬酸及铁盐含量对石墨烯/铁复合材料吸波性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间发表的论文和出版着作情况 |
（4）气液爆轰法制备低维碳纳米结构材料的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 低维碳纳米结构材料研究现状 |
| 1.3 爆轰法制备纳米结构材料 |
| 1.4 本文的选题依据与研究内容 |
| 2 爆轰理论基础及实验简介 |
| 2.1 爆轰理论及参数的计算 |
| 2.2 爆轰装置及实验 |
| 2.3 .Kruis模型 |
| 2.4 产物的表征 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 气液爆轰制备碳纳米洋葱 |
| 3.1 实验工艺与过程 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.3 制备机理初步分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 气液爆轰制备碳纳米管 |
| 4.1 实验工艺与过程 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.3 制备机理初步分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 气液爆轰制备碳包覆二氧化钛 |
| 5.1 实验工艺与过程 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.3 制备机理初步分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 本文主要结论 |
| 6.2 对后续工作的展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）气相爆轰合成碳基磁性复合材料及其电磁波吸波性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 电磁波吸收的基本原理 |
| 1.2 电磁波吸波材料的分类 |
| 1.2.1 电阻型吸波材料 |
| 1.2.2 电介质型吸波材料 |
| 1.2.3 磁介质型吸波材料 |
| 1.3 碳基磁性复合材料的制备方法 |
| 1.3.1 电弧放电法(Arc discharge method) |
| 1.3.2 化学气相沉淀法(Chemical vapor deposition method,CVD method) |
| 1.3.3 热分解法(Pyrolysis method) |
| 1.3.4 水热法(Hydrothermal method) |
| 1.4 爆轰法在纳米材料制备中的应用 |
| 1.4.1 炸药爆轰合成纳米材料 |
| 1.4.2 气相爆轰合成纳米材料 |
| 1.5 本文选题依据与主要研究内容 |
| 1.5.1 本文的选题依据 |
| 1.5.2 本文的主要研究内容 |
| 2 材料电磁学基础与爆轰理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料的电磁学基础 |
| 2.2.1 电磁场基本方程 |
| 2.2.2 材料的复介电常数 |
| 2.2.3 材料的复磁导率 |
| 2.2.4 传输线理论 |
| 2.3 爆轰理论基础 |
| 2.3.1 稳态爆轰的基本理论 |
| 2.3.2 气体爆轰直接起爆的临界能量 |
| 2.3.3 胞格尺寸预测的Ng模型 |
| 2.4 直接起爆与爆速测量 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 Fe@C纳米颗粒的爆轰合成及电磁波吸波性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验所用气体及试剂 |
| 3.2.2 Fe@C纳米颗粒的爆轰制备 |
| 3.2.3 Fe@C纳米颗粒的表征 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 氢-氧爆源爆轰制备Fe@C纳米颗粒 |
| 3.3.2 甲烷-氧爆源爆轰制备Fe@C纳米颗粒 |
| 3.3.3 苯-氧爆源爆轰制备Fe@C纳米颗粒 |
| 3.3.4 热处理分析 |
| 3.3.5 Fe@C纳米颗粒的电磁波吸波特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 Co@C纳米颗粒的爆轰合成及电磁波吸波性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验所用气体及试剂 |
| 4.2.2 Co@C纳米颗粒的爆轰制备 |
| 4.2.3 Co@C纳米颗粒的表征 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 氢-氧爆源爆轰合成Co@C纳米颗粒 |
| 4.3.2 甲烷-氧爆源爆轰合成Co@C纳米颗粒 |
| 4.3.3 苯-氧爆源爆轰合成Co@C颗粒 |
| 4.3.4 热处理分析 |
| 4.3.5 Co@C纳米颗粒的电磁波吸波特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 碳纳米管的爆轰合成及电磁波吸波性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂及可燃气体 |
| 5.2.2 CNTs的爆轰制备 |
| 5.2.3 CNTs的表征 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 氢-氧爆源爆轰制备CNTs |
| 5.3.2 甲烷-氧爆源爆轰制备CNTs |
| 5.3.3 气相爆轰法合成CNTs的生长机理 |
| 5.3.4 CNTs的电磁波吸波特性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 爆轰制备碳基磁性复合材料的吸波机理 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 初始碳基磁性复合材料的电磁参数分析 |
| 6.2.1 阻抗匹配 |
| 6.2.2 介电损耗角正切与磁损耗角正切 |
| 6.2.3 介电损耗 |
| 6.2.4 磁损耗 |
| 6.2.5 衰减常数 |
| 6.3 热处理碳基磁性复合材料的电磁参数分析 |
| 6.3.1 阻抗匹配 |
| 6.3.2 介电损耗角正切与磁损耗角正切 |
| 6.3.3 介电损耗 |
| 6.3.4 磁损耗 |
| 6.3.5 衰减常数 |
| 6.4 核-壳结构复合材料的吸波机理及动态吸波材料选型分析 |
| 6.4.1 核-壳结构复合材料的吸波机理 |
| 6.4.2 动态吸波材料选型分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）TiC-CrMo钢钢结硬质合金的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 钢结硬质合金的研究现状 |
| 2.1.1 钢结硬质合金发展特点 |
| 2.1.2 新型钢结硬质合金 |
| 2.2 钢结硬质合金的制备 |
| 2.2.1 硬质相的制备 |
| 2.2.2 钢结硬质合金整体材料的制备 |
| 2.2.3 钢结硬质合金表面材料的制备 |
| 2.2.4 钢结硬质合金的后期处理 |
| 2.3 钢结硬质合金的应用 |
| 2.3.1 钢结硬质合金在工模具方面的应用 |
| 2.3.2 钢结硬质合金在耐磨零件与机器零件方面的应用 |
| 2.3.3 钢结硬质合金在量卡具和刃具方面的应用 |
| 2.3.4 钢结硬质合金在其他方面的应用 |
| 2.4 钢结硬质合金材料的磨损 |
| 2.4.1 磨损的定义 |
| 2.4.2 磨损的分类 |
| 2.4.3 磨损的评定方法 |
| 2.4.4 钢结硬质合金的磨损 |
| 2.5 选题意义及研究内容 |
| 2.5.1 课题来源 |
| 2.5.2 选题意义及研究内容 |
| 3 研究方案及检测方法 |
| 3.1 研究方案 |
| 3.2 实验原料及实验设备 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验设备 |
| 3.3 样品的制备 |
| 3.4 检测方法 |
| 3.4.1 密度测试 |
| 3.4.2 硬度测试 |
| 3.4.3 抗弯强度测试 |
| 3.4.4 冲击韧性测试 |
| 3.4.5 磨损实验 |
| 3.4.6 X射线衍射分析 |
| 3.4.7 显微组织观察 |
| 4 制备工艺对钢结硬质合金的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 球磨时间对钢结硬质合金的影响 |
| 4.2.1 球磨时间对混合粉的形态及粒径的影响 |
| 4.2.2 球磨时间对混合粉氧含量的影响 |
| 4.2.3 球磨时间对密度的影响 |
| 4.2.4 球磨时间对显微组织的影响 |
| 4.2.5 球磨时间对性能的影响 |
| 4.3 烧结温度对钢结硬质合金的影响 |
| 4.3.1 烧结温度对密度的影响 |
| 4.3.2 烧结温度对显微组织的影响 |
| 4.3.3 烧结温度对性能的影响 |
| 4.4 升温速度对钢结硬质合金的影响 |
| 4.4.1 升温速度对密度的影响 |
| 4.4.2 升温速度对显微组织的影响 |
| 4.4.3 升温速度对性能的影响 |
| 4.5 热处理对钢结硬质合金的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 配碳量以及不同TiC对钢结硬质合金的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 配碳量对钢结硬质合金的影响 |
| 5.2.1 配碳量对密度的影响 |
| 5.2.2 配碳量对显微组织的影响 |
| 5.2.3 配碳量对力学性能的影响 |
| 5.3 不同化合碳的TiC对钢结硬质合金的影响 |
| 5.3.1 不同TiC对密度的影响 |
| 5.3.2 不同TiC对显微组织的影响 |
| 5.3.3 不同TiC对力学性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 铁粉种类对钢结硬质合金的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 铁粉种类对密度的影响 |
| 6.3 铁粉种类对显微组织的影响 |
| 6.4 铁粉种类对力学性能的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 铬对钢结硬质合金的影响 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 不同铬源对钢结硬质合金的影响 |
| 7.2.1 不同铬源对密度的影响 |
| 7.2.2 不同铬源对显微组织的影响 |
| 7.2.3 不同铬源对力学性能的影响 |
| 7.2.4 不同铬源对断口形貌的影响 |
| 7.3 铬含量对钢结硬质合金的影响 |
| 7.3.1 铬含量对烧结温度的影响 |
| 7.3.2 铬含量对密度的影响 |
| 7.3.3 铬含量对显微组织的影响 |
| 7.3.4 铬含量对力学性能的影响 |
| 7.3.5 铬含量对断口形貌的影响 |
| 7.3.6 铬含量对摩擦磨损性能的影响 |
| 7.4 钢结硬质合金性能的优化 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论和创新点 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）碱性聚电解质燃料电池Fe/N/C阴极催化剂研究（论文提纲范文）
| 本论文主要创新点 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 燃料电池概述 |
| 1.3 聚合物电解质燃料电池(PEFC) |
| 1.3.1 质子交换膜燃料电池(PEMFC)及其关键材料与技术 |
| 1.3.2 碱性聚电解质燃料电池(APEFC)及其关键材料与技术 |
| 1.4 应用于聚合物电解质燃料电池的氧还原催化剂研究 |
| 1.4.1 氧还原反应机理 |
| 1.4.2 非贵ORR催化剂研究进展 |
| 1.4.2.1 过渡金属/氮掺杂碳ORR催化剂 |
| 1.4.2.2 非金属碳基ORR催化剂 |
| 1.4.2.3 过渡金属氧化物ORR催化剂 |
| 1.5 本论文研究思路与工作内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验材料与仪器 |
| 2.2 材料表征技术 |
| 2.2.1 多晶X射线衍射分析(X-ray Diffraction, XRD) |
| 2.2.2 红外及拉曼光谱分析 |
| 2.2.3 电喷雾质谱(ESI-MS)分析 |
| 2.2.4 X射线光电子能谱分析(X-ray Photoelectron Spectrometer, XPS) |
| 2.2.5 CHN元素分析(Elemental Analysis,EA) |
| 2.2.6 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES) |
| 2.2.7 氮气等温吸脱附测试 |
| 2.2.8 电子显微镜技术 |
| 2.2.9 穆斯堡尔谱 |
| 2.2.10 X射线吸收精细结构(X-ray Absorption Fine Structure,XAFS) |
| 2.2.11 电子电导率测试 |
| 2.2.12 接触角测试 |
| 2.3 电化学测试方法 |
| 2.3.1 电化学装置详述 |
| 2.3.2 循环伏安法测试(Cyclic Voltammetry, CV) |
| 2.3.3 旋转圆盘电极(Rotating disk electrode,RDE)测试 |
| 2.3.4 旋转环盘电极(Rotating ring-disk electrode,RRDE)测试 |
| 2.4 APEFC单电池组装及测试 |
| 2.4.1 膜电极(Membrane electrode assembly, MEA)制备与单电池组装 |
| 2.4.2 APEFC单电池测试条件 |
| 参考文献 |
| 第三章 水热碳化法合成基于腺嘌呤核苷的氧还原电催化剂 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料合成 |
| 3.2.1 CN的合成方法 |
| 3.2.2 C-FeN的合成方法 |
| 3.3 材料表征 |
| 3.3.1 XRD测试 |
| 3.3.2 XPS测试 |
| 3.3.3 ICP-OES和EA测试 |
| 3.3.4 SEM测试 |
| 3.3.5 氮气等温吸脱附测试 |
| 3.3.6 TEM测试 |
| 3.4 电化学测试及条件优化 |
| 3.4.1 各步骤合成样品的电化学测试 |
| 3.4.2 热解温度优化 |
| 3.4.3 Fe盐前体投料量优化 |
| 3.4.4 球磨处理的必要性 |
| 3.5 APEFC单电池性能 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 溶剂热法合成基于腺嘌呤核苷的氧还原电催化剂 |
| 第一部分 溶剂热碳化法对C-FeN样品的改进 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料合成 |
| 4.2.1 非水溶剂选择 |
| 4.2.2 C-FeN-solvo的制备 |
| 4.2.3 C-FeN-solvo/CNT复合催化剂的制备 |
| 4.3 材料表征 |
| 4.3.1 红外光谱测试 |
| 4.3.2 ESI电喷雾质谱(ESI-MS)测试 |
| 4.3.3 化学组成分析 |
| 4.3.4 氮气等温吸脱附测试 |
| 4.4 电化学测试和APEFC单电池测试 |
| 4.5 C-FeN-solvo/CNT复合催化剂 |
| 4.6 对RDE测试中异常极限电流的分析及认识 |
| 4.6.1 高载量Pt/C工作电极的RDE测试 |
| 4.6.2 不同高度旋转圆盘电极的RDE测试 |
| 4.6.3 不同碳粉层旋转粉末电极的RDE测试 |
| 第二部分 Fe/Fe_3C@NCNT氧还原催化剂的合成及研究 |
| 4.7 引言 |
| 4.8 材料合成 |
| 4.9 材料表征 |
| 4.9.1 XRD与Raman表征 |
| 4.9.2 化学组成分析 |
| 4.9.3 穆斯堡尔谱和XAFS表征 |
| 4.9.4 形貌表征 |
| 4.9.5 氮气等温吸脱附测试 |
| 4.10 电化学测试 |
| 4.11 APEFC单电池性能 |
| 4.11.1 催化剂载量对APEFC性能的影响 |
| 4.11.2 催化剂电子导电率对APEFC性能的影响 |
| 4.12 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 载体/模板法合成基于亚铁-邻菲罗啉的氧还原电催化剂 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料合成 |
| 5.2.1 CFe-phen的制备 |
| 5.2.2 MgCB-CFe-phen的制备 |
| 5.3 材料表征 |
| 5.3.1 XPS表征 |
| 5.3.2 EA和ICP-OES测试 |
| 5.3.3 XRD测试 |
| 5.3.4 穆斯堡尔谱表征 |
| 5.3.5 形貌表征 |
| 5.3.6 氮气等温吸脱附测试 |
| 5.4 电化学测试 |
| 5.4.1 条件优化 |
| 5.4.2 电催化活性分析 |
| 5.5 APEFC单电池性能 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 直接热解法合成基于咪唑小分子的氧还原电催化剂 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 材料合成 |
| 6.3 反应机理探讨 |
| 6.4 制备工艺优化及相应表征 |
| 6.4.1 热解温度优化 |
| 6.4.2 二次烧结温度优化 |
| 6.4.3 投料比例优化 |
| 6.4.4 TEM测试 |
| 6.4.5 穆斯堡尔谱测试 |
| 6.4.6 元素组成分析 |
| 6.4.7 氮气等温吸脱附测试 |
| 6.5 电化学测试 |
| 6.6 APEFC单电池性能 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 Fe/N/C催化剂在APEFC中的应用问题初探 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 Fe/N/C微孔/催化层的构建 |
| 7.2.1 实验方法 |
| 7.2.2 Fe/N/C微孔/催化层优化 |
| 7.2.3 APEFC单电池测试 |
| 7.3 聚合物粘结剂对Fe/N/C电催化ORR活性的影响 |
| 7.3.1 Nafion与xaQAPS作为粘结剂的RDE结果 |
| 7.3.2 聚砜主链聚合物作为粘结剂的RDE结果 |
| 7.3.3 聚联苯哌啶类主链聚合物作为粘结剂的RDE结果 |
| 7.3.4 不同主链聚合物作为粘结剂的RDE结果 |
| 7.4 不同种类Fe/N/C催化剂在APEFC中的适用性探讨 |
| 7.4.1 本论文中各Fe/N/C催化剂电催化ORR活性与APEFC性能汇总 |
| 7.4.2 氮掺杂程度与催化剂电导率间的制约性 |
| 7.4.3 亲疏水特性及孔结构的影响 |
| 7.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间已发表和待发表的论文 |
| 会议论文目录 |
| 致谢 |
（8）碳基非贵金属氧还原催化剂的制备、性能及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 质子交换膜燃料电池概述 |
| 1.2.1 燃料电池简介 |
| 1.2.2 燃料电池分类 |
| 1.2.3 质子交换膜燃料电池的基本结构和工作原理 |
| 1.3 氧还原的电催化机理 |
| 1.4 质子交换膜燃料电池面临的问题 |
| 1.5 质子交换膜燃料电池阴极氧还原催化剂的研究进展 |
| 1.5.1 贵金属催化剂 |
| 1.5.2 非贵金属催化剂 |
| 1.6 碳基非贵金属氧还原催化剂的研究进展 |
| 1.6.1 过渡金属氮碳类催化剂 |
| 1.6.2 非金属掺杂碳材料 |
| 1.7 本论文的研究思路，主要内容及意义 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验材料和仪器 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验气体 |
| 2.1.3 实验仪器 |
| 2.2 催化剂表征 |
| 2.2.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.2 透射电子显微镜（TEM） |
| 2.2.3 X-射线光电子能谱分析（XPS） |
| 2.2.4 电子探针显微分析（EPMA） |
| 2.2.5 拉曼光谱表征（Raman） |
| 2.2.6 低温N2吸附测量比表面（BET）和孔径分布 |
| 2.2.7 X射线衍射（XRD） |
| 2.2.8 傅里叶转换红外（FTIR） |
| 2.2.9 原子吸收分光光度计（AAS） |
| 2.2.10 热重分析仪（TGA） |
| 2.3 催化剂ORR活性测试 |
| 2.3.1 三电极体系 |
| 2.3.2 循环伏安法（CV） |
| 2.3.3 线性伏安扫描法（LSV） |
| 2.3.4 旋转环盘电极测试法（RRDE） |
| 2.3.5 表观电子转移数的计算 |
| 第三章 碳纳米管边缘碳的生成及其催化ORR作用机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 碳纳米管 |
| 3.2.2 碳纳米管的氢气、硝酸、球磨处理 |
| 3.2.3 碳纳米管的钻孔 |
| 3.2.4 电化学测试 |
| 3.2.5 DFT模拟计算 |
| 3.3 碳纳米管中边缘碳对ORR催化活性的探究 |
| 3.3.1 不同碳纳米管的表征 |
| 3.3.2 不同碳纳米管的ORR性能测试 |
| 3.3.3 碳纳米管边缘碳的定量及其与ORR活性的关系 |
| 3.3.4 DFT模拟计算 |
| 3.4 碳纳米管钻孔对其ORR催化性的影响 |
| 3.4.1 钻孔过程的微观结构表征 |
| 3.4.2 钻孔过程的化学组成和结构表征 |
| 3.4.3 钻孔碳纳米管的ORR催化性能 |
| 3.4.4 不同Co用量对钻孔碳纳米管ORR的影响 |
| 3.4.5 钻孔对碳纳米管ORR催化性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 P-N, S-N, B-N双掺杂薄层碳纳米片的制备及其催化氧还原的性能与活性位研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 催化剂制备 |
| 4.2.2 电化学测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 制备条件的优化 |
| 4.3.2 掺杂薄层碳纳米片的表征 |
| 4.3.3 掺杂薄层碳纳米片的ORR催化性能和稳定性 |
| 4.3.4 第二掺杂元素的作用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 碳化铁填充掺氮碳纳米管的制备及其催化氧还原研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 Fe_3C@NCNTs催化剂制备 |
| 5.2.2 电化学测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Fe_3C@NCNTs的结构表征以及生长机理探讨 |
| 5.3.2 Fe_3C@NCNTs的ORR催化性能和稳定性 |
| 5.3.3 Fe_3C@NCNTs催化ORR的活性中心探讨 |
| 5.3.4 Fe_3C@NCNTs催化ORR机理探讨 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附表 |
（9）碳基纳米材料的爆炸合成及其机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 碳材料概述 |
| 1.2 爆轰合成材料概述 |
| 1.3 冲击波化学概述 |
| 1.3.1 冲击波引发的材料相变 |
| 1.3.2 冲击波引发的材料活化与改性 |
| 1.3.3 冲击波引发的化学反应 |
| 1.4 冲击波加载装置简介 |
| 1.4.1 平面冲击加载装置 |
| 1.4.2 柱面冲击加载装置 |
| 1.4.3 准球面冲击加载装置 |
| 1.5 本论文的主要工作 |
| 第2章 冲击波原理及冲击波加载装置设计 |
| 2.1 冲击波原理 |
| 2.1.1 平面冲击波关系式 |
| 2.1.2 雨贡纽曲线测量原理 |
| 2.2 混合粉末状态方程 |
| 2.2.1 混合粉末雨贡纽参数的计算 |
| 2.2.2 冲击压力计算 |
| 2.2.3 冲击温度计算 |
| 2.3 爆轰驱动飞片加载装置设计及相关参数计算 |
| 2.3.1 爆轰驱动飞片增压原理 |
| 2.3.2 爆轰驱动飞片冲击加载装置设计 |
| 2.3.3 飞片速度估算 |
| 2.4 柱面双管冲击加载装置设计及相关参数计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 冲击波作用过程的数值模拟 |
| 3.1 爆轰驱动飞片冲击加载过程的数值模拟 |
| 3.1.1 有限元模型的建立 |
| 3.1.2 材料模型和参数选择 |
| 3.1.3 碰撞过程及压力模拟结果 |
| 3.2 柱面双管冲击加载过程的数值模拟 |
| 3.2.1 有限元模型的建立 |
| 3.2.2 材料模型和参数 |
| 3.2.3 空气间隙影响的数值模拟 |
| 3.2.4 装药外壳材质影响的数值模拟 |
| 3.2.5 装药厚度影响的数值模拟 |
| 3.2.6 加载过程及粉体压力的数值模拟 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 石墨烯的冲击波合成研究 |
| 4.1 石墨烯研究概述 |
| 4.2 石墨烯合成的研究进展 |
| 4.3 石墨烯掺杂研究进展 |
| 4.4 干冰冲击波合成石墨烯的实验研究 |
| 4.4.1 实验原料及制备 |
| 4.4.2 分析测试方法 |
| 4.4.3 石墨烯合成实验及结果分析 |
| 4.4.4 氮掺杂石墨烯合成实验研究及结果分析 |
| 4.4.5 石墨烯氧气还原活性分析 |
| 4.4.6 干冰冲击合成石墨烯的机理研究 |
| 4.5 碳酸盐冲击波合成石墨烯的实验研究 |
| 4.5.1 实验原料及制备 |
| 4.5.2 石墨烯合成实验及结果分析 |
| 4.5.3 氮掺杂石墨烯合成实验及结果分析 |
| 4.5.4 碳酸盐冲击合成石墨烯机理研究 |
| 4.5.5 石墨烯氧气还原活性分析 |
| 4.5.6 甲醇耐受性及稳定性测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 氮化碳的冲击合成研究 |
| 5.1 研究目的及意义 |
| 5.2 C-N 化合物制备及研究进展 |
| 5.3 合成高密度氮化碳相的理论研究 |
| 5.4 石墨相 C_3N_4雨贡纽曲线测量 |
| 5.4.1 石墨相 C_3N_4制备与表征 |
| 5.4.2 实验测量装置 |
| 5.4.3 实验测量结果与分析 |
| 5.5 石墨相 C_3N_4二级轻气炮冲击回收实验研究 |
| 5.5.1 实验原料 |
| 5.5.2 实验样品制备 |
| 5.5.3 实验及分析方法 |
| 5.5.4 实验结果分析 |
| 5.5.5 g-C_3N_4冲击相变机理研究 |
| 5.6 氮化碳柱面冲击合成实验研究 |
| 5.6.1 实验原料 |
| 5.6.2 实验及分析方法 |
| 5.6.3 掺铜粉的冲击合成实验研究 |
| 5.6.4 掺镍粉的冲击合成实验研究 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 碳包覆纳米金属颗粒的爆炸合成研究 |
| 6.1 碳包覆磁性纳米金属颗粒的特点与应用 |
| 6.2 碳包覆磁性纳米金属颗粒的合成方法及研究进展 |
| 6.3 碳包覆铁基纳米颗粒爆炸合成研究 |
| 6.3.1 实验原料及制备 |
| 6.3.2 实验及分析方法 |
| 6.3.3 实验结果分析 |
| 6.3.4 碳包覆铁基纳米颗粒爆轰合成的机理研究 |
| 6.3.5 碳包覆铁基纳米颗粒磁性性能测试 |
| 6.3.6 碳包覆铁基纳米颗粒吸波性能测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 本论文主要结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）气相爆轰合成碳纳米材料的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 碳纳米材料的发展 |
| 1.2 零维碳纳米材料 |
| 1.2.1 富勒烯的发展及应用 |
| 1.2.2 碳包覆金属纳米材料的发展及应用 |
| 1.2.3 纳米金刚石的发展及应用 |
| 1.3 一维碳纳米材料 |
| 1.3.1 碳纳米管的发展及应用 |
| 1.3.2 碳纳米纤维的发展及应用 |
| 1.4 二维碳纳米材料 |
| 1.4.1 石墨烯的发展及应用 |
| 1.5 气相爆轰法合成纳米材料的研究进展 |
| 1.6 研究内容及选题意义 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 选题意义 |
| 2 气相爆轰的理论和分析 |
| 2.1 可燃性气体的爆轰与爆燃 |
| 2.1.1 爆燃和爆轰 |
| 2.1.2 爆燃向爆轰的转变 |
| 2.2 可行性的初步设计 |
| 2.2.1 氧平衡 |
| 2.2.2 初始条件的控制 |
| 2.3 化学反应平衡状态分析 |
| 2.3.1 爆轰产物平衡组分的数值分析 |
| 2.3.2 最小自由能法判断化学反应方向 |
| 2.3.3 爆炸变化化学反应方程式的的验证 |
| 2.4 气相爆轰参量的计算 |
| 2.4.1 爆轰波的经典理论 |
| 2.4.2 C-J爆轰参数的近似解 |
| 2.4.3 爆热和爆温的计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 气相爆轰合成多种形状的碳纳米颗粒的研究 |
| 3.1 实验设备、工艺和初始条件分析 |
| 3.1.1 实验设备和通入气体量的控制 |
| 3.1.2 实验工艺和初始条件分析 |
| 3.2 反应气体浓度对合成碳纳米材料的影响 |
| 3.2.1 物相分析 |
| 3.2.2 形貌分析 |
| 3.3 不同爆炸源对合成碳纳米材料的影响 |
| 3.3.1 物相分析 |
| 3.3.2 形貌分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 气相爆轰合成碳包覆铁纳米颗粒、碳纳米纤维、薄层石墨/石墨烯等研究 |
| 4.1 实验工艺和初始条件分析 |
| 4.2 反应气体浓度对合成碳纳米材料的影响 |
| 4.2.1 物相分析 |
| 4.2.2 形貌分析 |
| 4.3 二茂铁的量对合成碳纳米材料的影响 |
| 4.3.1 物相分析 |
| 4.3.2 形貌分析 |
| 4.4 气相爆轰合成碳纳米材料形成机理的简单讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 一些物质的热力学数据 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、热处理对爆炸法制备的碳包裹碳化铁纳米颗粒的影响（论文参考文献）
- [1]棉纤维基石墨化碳复合材料的制备及储锂性能研究[D]. 张宇. 武汉纺织大学, 2021(08)
- [2]碳包覆纳米坡莫合金的爆轰合成研究[D]. 李雪琪. 大连理工大学, 2020(01)
- [3]石墨烯/铁及钴铁氧体复合吸波材料的研究[D]. 常梦璐. 南京理工大学, 2019(01)
- [4]气液爆轰法制备低维碳纳米结构材料的研究[D]. 向俊庠. 中国矿业大学, 2019(09)
- [5]气相爆轰合成碳基磁性复合材料及其电磁波吸波性能研究[D]. 赵铁军. 大连理工大学, 2019(01)
- [6]TiC-CrMo钢钢结硬质合金的制备与性能研究[D]. 王志. 北京科技大学, 2017(07)
- [7]碱性聚电解质燃料电池Fe/N/C阴极催化剂研究[D]. 任欢. 武汉大学, 2017(06)
- [8]碳基非贵金属氧还原催化剂的制备、性能及机理研究[D]. 钟国玉. 华南理工大学, 2016(02)
- [9]碳基纳米材料的爆炸合成及其机理研究[D]. 尹昊. 北京理工大学, 2014(04)
- [10]气相爆轰合成碳纳米材料的研究[D]. 王帅. 大连理工大学, 2014(07)