Fe 2 O 3 /氮掺杂石墨烯复合材料的热分解动力学
发布时间：2021-04-07 18:16
对Fe2O3/氮掺杂石墨烯（NG）的热解行为进行热重研究,分析出物质的热分解特性和机理函数。通过水热法制备Fe2O3/NG样品,在氮气氛围的保护下分别以5、10、15、20 K/min的升温速率线性升温到1 473.15 K。使用Kissinger Akahira and Sunose（KAS）、Flynn-Wall-Ozawa（FWO）两种"model free"方法和Coats-Redfern模型拟合法进行热动力学拟合,结果表明:FWO和KAS两种拟合法估算的表观活化能变化范围分别为404.08～424.65 kJ/mol和405.52～427.10 kJ/mol,且表观活化能随着转化率的增大而增加;FWO和KAS两种拟合法估算的表观活化能平均值分别为410.92 kJ/mol和412.74 kJ/mol,相差0.4%;Mample Power（P3）是最能反映Fe2O3/NG分解机理的函数。
【文章来源】：北京化工大学学报(自然科学版). 2020,47(04)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
GO、NG和Fe2O3/NG的XRD图谱
表1 各元素的相对物质的量分数Table 1 Relative molar contents of different elements 元素 相对物质的量分数/% C 62.597 N 5.214 O 24.451 Fe 7.739C1s的XPS图谱如图2(b)所示。图中C1s被分解成3个峰,结合能为284.7、285.4 eV和286.5 eV,分别对应 C—C/C = C 、C—N和C—O/C—O—C[23],明显的C—N键存在说明石墨烯骨架中成功引入了氮,并且N是以共价键的方式掺杂到石墨烯骨架中[24]。图2(c)中的N1s被分解成3个峰[25],结合能为398.8、399.9 eV和401.9 eV,分别对应吡啶氮、吡咯氮和石墨氮。从图2(d)中可以看出,在结合能为711.3 eV和724.7 eV处分别存在着Fe2p3/2和Fe2p1/2两个峰,且峰位置与文献报道中α-Fe2O3的数值相吻合[24]。此外,可以观察到位于719.0 eV附近的卫星峰,这也是Fe3+存在的特征峰[26]。Fe2p谱分析结果与3.1.1节中XRD结果—致,共同证实了复合材料中Fe2O3的形成。
Fe2O3/NG的SEM图片如图3所示。从SEM图中可以看出Fe2O3纳米颗粒呈现出较为规则的球形,锚定在起伏的二维结构的石墨烯表面,且分散均匀。3.2 Fe2O3/NG的热解过程
【参考文献】：
期刊论文
[1]亚麻纤维热解动力学的“model free”法和Coats-Redfern模型拟合法研究[J]. 许桂英,Watkinson A.Paul,Ellis Naoko,孙国刚. 化工学报. 2010(09)
[2]热重-红外联用技术的应用研究[J]. 侯斌. 齐鲁石油化工. 2008(04)
博士论文
[1]石墨烯/过渡金属氧化物复合材料可控合成及其在锂离子电池中的应用[D]. 陈家元.中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所) 2018
硕士论文
[1]基于氮掺杂石墨烯和Fe2O3复合电极材料的制备及其超级电容器性能研究[D]. 赵鹏辉.西北大学 2014
本文编号：3123952
【文章来源】：北京化工大学学报(自然科学版). 2020,47(04)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
GO、NG和Fe2O3/NG的XRD图谱
表1 各元素的相对物质的量分数Table 1 Relative molar contents of different elements 元素 相对物质的量分数/% C 62.597 N 5.214 O 24.451 Fe 7.739C1s的XPS图谱如图2(b)所示。图中C1s被分解成3个峰,结合能为284.7、285.4 eV和286.5 eV,分别对应 C—C/C = C 、C—N和C—O/C—O—C[23],明显的C—N键存在说明石墨烯骨架中成功引入了氮,并且N是以共价键的方式掺杂到石墨烯骨架中[24]。图2(c)中的N1s被分解成3个峰[25],结合能为398.8、399.9 eV和401.9 eV,分别对应吡啶氮、吡咯氮和石墨氮。从图2(d)中可以看出,在结合能为711.3 eV和724.7 eV处分别存在着Fe2p3/2和Fe2p1/2两个峰,且峰位置与文献报道中α-Fe2O3的数值相吻合[24]。此外,可以观察到位于719.0 eV附近的卫星峰,这也是Fe3+存在的特征峰[26]。Fe2p谱分析结果与3.1.1节中XRD结果—致,共同证实了复合材料中Fe2O3的形成。
Fe2O3/NG的SEM图片如图3所示。从SEM图中可以看出Fe2O3纳米颗粒呈现出较为规则的球形,锚定在起伏的二维结构的石墨烯表面,且分散均匀。3.2 Fe2O3/NG的热解过程
【参考文献】：
期刊论文
[1]亚麻纤维热解动力学的“model free”法和Coats-Redfern模型拟合法研究[J]. 许桂英,Watkinson A.Paul,Ellis Naoko,孙国刚. 化工学报. 2010(09)
[2]热重-红外联用技术的应用研究[J]. 侯斌. 齐鲁石油化工. 2008(04)
博士论文
[1]石墨烯/过渡金属氧化物复合材料可控合成及其在锂离子电池中的应用[D]. 陈家元.中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所) 2018
硕士论文
[1]基于氮掺杂石墨烯和Fe2O3复合电极材料的制备及其超级电容器性能研究[D]. 赵鹏辉.西北大学 2014
本文编号：3123952
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3123952.html
