石墨烯—碳纳米管三维复合物的甲烷吸附行为机理与机械电子性能研究
发布时间：2020-12-13 12:52
甲烷是一种重要的清洁气体能源同时又是一种有毒的气体,对其有效检测刻不容缓。石墨烯和碳纳米管都具有很好的机械和电子特性,同时,它们具有非常大的表面积比,能为气体分子提供比传统材料多得多的吸附位点,在对气体的有效检测上具有巨大的优势。但是石墨烯和碳纳米管都有分散困难的问题,石墨烯容易层积而碳纳米管容易缠绕。而石墨烯/碳纳米管（G-CNTs）互联复合材料则能解决这些问题,同时具有和石墨烯与碳纳米管一样优异的性能。研究表明,虽然G-CNTs的机械强度和导电性稍低于石墨烯和碳纳米管,但是其机械和电子性能仍优于其他材料,甚至在机械延展性上远优于石墨烯和碳纳米管。同时它拥有更大的比表面积和孔隙率。因此,很有必要发展基于G-CNTs的甲烷检测器件,G-CNTs甲烷吸附机理和性能表现的研究具有重要的现实意义。本课题全面研究了G-CNTs的性能表现,多方面分析了其甲烷吸附机理。首先分别探究了graphene和CNTs的性能表现,进而具体分析G-CNTs的性质特征;随后以此为基础对其对甲烷吸附机理和性能表现展开具体分析。课题研究内容及主要研究结果概述如下:1)本文利用湿法转移和机械剥离的方法成功转移获得了单...
【文章来源】：桂林电子科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
G-CNTs的结构示意图
图 1.2 碳纳米管由石墨烯卷曲成形成过程（a）和多壁碳纳米管（b）示意图CNTs 是一种很特别的准二维材料，它的横径比非常大：径向尺寸（碳管直径为纳米级别（0.75 ~ 3 nm），而轴向尺寸为为微米级别（l ~ 50 μm）。但是，由于多壁碳纳米管的层数关系（层间距约为 0.42 nm），它的直径会比较大，一般在 2 ~ 30 nm之间[3]。CNTs 的手性可以根据其卷曲矢量来确定。图 1.3 定了向量 A 和 A'，石墨烯的卷曲矢量 h（晶格基向量叠加）可以用公式 1.1 表示： h= n ā1+ m ā2(1.1式中 ā1和 ā2为基向量，n 和 m 为整数。当石墨烯由向量 A 往向来 A'方向卷曲形成CNTs 时，向量 A 和 A'重叠，CNTs 的手性 (n,m) 就可以确定，从而其结构也可以得到确定[4,5]。
图 1.2 碳纳米管由石墨烯卷曲成形成过程（a）和多壁碳纳米管（b）示意图CNTs 是一种很特别的准二维材料，它的横径比非常大：径向尺寸（碳管直径纳米级别（0.75 ~ 3 nm），而轴向尺寸为为微米级别（l ~ 50 μm）。但是，由于多纳米管的层数关系（层间距约为 0.42 nm），它的直径会比较大，一般在 2 ~ 30 n间[3]。CNTs 的手性可以根据其卷曲矢量来确定。图 1.3 定了向量 A 和 A'，石墨烯的矢量 h（晶格基向量叠加）可以用公式 1.1 表示： h= n ā1+ m ā2(1.中 ā1和 ā2为基向量，n 和 m 为整数。当石墨烯由向量 A 往向来 A'方向卷曲形成NTs 时，向量 A 和 A'重叠，CNTs 的手性 (n,m) 就可以确定，从而其结构也可以确定[4,5]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化石墨烯-羧基碳纳米管-多乙烯多胺三维蜂窝状材料吸附CO2[J]. 胡航标,张涛,崔征,唐盛伟. 化工进展. 2016(11)
[2]基于ZnO-SnO2纳米纤维的化学链燃烧式甲烷传感器研究[J]. 曹小荣,胡明江. 分析化学. 2016(10)
[3]基于压力补偿的煤矿用激光甲烷传感器[J]. 常琳. 煤矿安全. 2016(06)
[4]煤矿用全量程激光甲烷传感器[J]. 高耀. 煤矿安全. 2015(S1)
[5]氨基化碳纳米管/石墨烯气凝胶对甲醛吸附研究[J]. 吴利瑞,张蓝心,于飞,陈君红,马杰. 中国环境科学. 2015(11)
[6]矿用光干涉式甲烷传感器的研究[J]. 李孝揆. 煤炭技术. 2014(06)
[7]电化学合成PtCo/石墨烯复合催化剂及对甲醇的电催化氧化[J]. 史国玉,王宗花,夏建飞,张菲菲,夏延致,李延辉. 化学学报. 2013(02)
[8]甲烷晶体的晶格能和弹性性质:不同方法及泛函的评估(英文)[J]. 郑朝阳,赵纪军. 物理化学学报. 2012(08)
[9]催化燃烧式甲烷传感器的催化剂担载方法和可靠性初探[J]. 张轶群,于英硕,孙鉴波,许婧,刘凤敏,卢革宇. 计测技术. 2010(S1)
[10]煤炭开采过程中诱发的瓦斯爆炸机理及预防措施[J]. 林柏泉,翟成. 采矿与安全工程学报. 2006(01)
硕士论文
[1]石墨烯吸附甲醛第一性原理计算及传感器应用研究[D]. 段良平.浙江大学 2018
本文编号：2914566
【文章来源】：桂林电子科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
G-CNTs的结构示意图
图 1.2 碳纳米管由石墨烯卷曲成形成过程（a）和多壁碳纳米管（b）示意图CNTs 是一种很特别的准二维材料，它的横径比非常大：径向尺寸（碳管直径为纳米级别（0.75 ~ 3 nm），而轴向尺寸为为微米级别（l ~ 50 μm）。但是，由于多壁碳纳米管的层数关系（层间距约为 0.42 nm），它的直径会比较大，一般在 2 ~ 30 nm之间[3]。CNTs 的手性可以根据其卷曲矢量来确定。图 1.3 定了向量 A 和 A'，石墨烯的卷曲矢量 h（晶格基向量叠加）可以用公式 1.1 表示： h= n ā1+ m ā2(1.1式中 ā1和 ā2为基向量，n 和 m 为整数。当石墨烯由向量 A 往向来 A'方向卷曲形成CNTs 时，向量 A 和 A'重叠，CNTs 的手性 (n,m) 就可以确定，从而其结构也可以得到确定[4,5]。
图 1.2 碳纳米管由石墨烯卷曲成形成过程（a）和多壁碳纳米管（b）示意图CNTs 是一种很特别的准二维材料，它的横径比非常大：径向尺寸（碳管直径纳米级别（0.75 ~ 3 nm），而轴向尺寸为为微米级别（l ~ 50 μm）。但是，由于多纳米管的层数关系（层间距约为 0.42 nm），它的直径会比较大，一般在 2 ~ 30 n间[3]。CNTs 的手性可以根据其卷曲矢量来确定。图 1.3 定了向量 A 和 A'，石墨烯的矢量 h（晶格基向量叠加）可以用公式 1.1 表示： h= n ā1+ m ā2(1.中 ā1和 ā2为基向量，n 和 m 为整数。当石墨烯由向量 A 往向来 A'方向卷曲形成NTs 时，向量 A 和 A'重叠，CNTs 的手性 (n,m) 就可以确定，从而其结构也可以确定[4,5]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化石墨烯-羧基碳纳米管-多乙烯多胺三维蜂窝状材料吸附CO2[J]. 胡航标,张涛,崔征,唐盛伟. 化工进展. 2016(11)
[2]基于ZnO-SnO2纳米纤维的化学链燃烧式甲烷传感器研究[J]. 曹小荣,胡明江. 分析化学. 2016(10)
[3]基于压力补偿的煤矿用激光甲烷传感器[J]. 常琳. 煤矿安全. 2016(06)
[4]煤矿用全量程激光甲烷传感器[J]. 高耀. 煤矿安全. 2015(S1)
[5]氨基化碳纳米管/石墨烯气凝胶对甲醛吸附研究[J]. 吴利瑞,张蓝心,于飞,陈君红,马杰. 中国环境科学. 2015(11)
[6]矿用光干涉式甲烷传感器的研究[J]. 李孝揆. 煤炭技术. 2014(06)
[7]电化学合成PtCo/石墨烯复合催化剂及对甲醇的电催化氧化[J]. 史国玉,王宗花,夏建飞,张菲菲,夏延致,李延辉. 化学学报. 2013(02)
[8]甲烷晶体的晶格能和弹性性质:不同方法及泛函的评估(英文)[J]. 郑朝阳,赵纪军. 物理化学学报. 2012(08)
[9]催化燃烧式甲烷传感器的催化剂担载方法和可靠性初探[J]. 张轶群,于英硕,孙鉴波,许婧,刘凤敏,卢革宇. 计测技术. 2010(S1)
[10]煤炭开采过程中诱发的瓦斯爆炸机理及预防措施[J]. 林柏泉,翟成. 采矿与安全工程学报. 2006(01)
硕士论文
[1]石墨烯吸附甲醛第一性原理计算及传感器应用研究[D]. 段良平.浙江大学 2018
本文编号：2914566
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