氨基酸辅助制备铁基/氮掺杂石墨烯复合材料及电化学性能研究

发布时间：2021-11-22 10:09

　　碳材料具有种类丰富、成本低廉、比表面积较大、孔结构丰富、化学稳定性好等特性,被广泛应用于电化学电极材料。其中石墨烯独特的二维结构特点和优异的物化特性,使其成为极具潜力的超级电容器和燃料电池电极材料。但是作为超级电容器电极材料其理论比容量小,作为燃料电池催化剂其催化活性较差,从而限制了其在上述两方面的应用。目前,研究者已通过石墨烯的结构优化、杂原子掺杂、复合功能化改性等手段制备出电化学性能优异的新型石墨烯或其复合电极材料。本实验室在前期围绕石墨烯掺杂功能化改性而开展的研究工作实现了氨基酸作为杂原子源的掺杂石墨烯三维结构的有序组装,材料展现出优异的电化学性能。考虑到氨基酸亦是一类绿色的纳米材料形貌辅助剂和功能化剂,因此本文围绕石墨烯和铁基化合物的复合功能化改性,以氨基酸为形貌辅助剂和杂原子源制备了系列铁基化合物/氮掺杂石墨烯复合电极材料,并研究了材料的电容及电催化氧还原性能。研究内容及主要结论如下:（1）使用三种不同酸度氨基酸为形貌辅助剂和氮源,通过一步水热法制备出不同形貌α-Fe₂O₃/NG复合材料,考察了不同酸度氨基酸对复合材料的形貌以及最终... 

【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Te纳米材料的SEM照片

新疆大学硕士学位论文（2）氨基酸做辅助剂合成硫化物Zhang 等[48]利用半胱氨酸作为形貌辅助剂，通过控制半胱氨酸的用量和反应温度，制备不同形貌的 Ni2S3纳米材料（糊状薄膜，纳米球和多孔海绵状）。他们又通过同样的制备方法，将 L-半胱氨酸既作为形貌辅助剂，又作为硫源。合成了花状结构的 Bi2S3纳米材料[49]（图 1-2a）。再次改变实验条件制备了纳米棒，网络结构的纳米片，凹凸状纳米片和纳米棒花束（图 1-2b-e）。

图 1-2 不同形貌 Bi2S3纳米材料的 FESEM 照片（3）氨基酸作辅助剂合成氧化物据报道，21 种氨基酸（包括 L-天冬氨酸、L-赖氨酸和 L-半胱氨酸等）被用来诱导 ZnO 晶体的生长[50]。不同的氨基酸导致了 ZnO 晶体的形态差异，这些晶体有花形，圆形花，球形，或棒状等。Wu 等[51]利用水热法，使用氨基酸分子作为导向和组装剂，通过改变反应物与 NaOH 及组氨酸的摩尔比，如图 1-3 所示制备具有不同形貌的 ZnO 纳米材料。由于组氨酸与 Zn2+，OH-与 Zn2+之间的竞争协同作用相同，制备出具有的一端为锥形的 ZnO 棒状纳米材料（图 1-3a），花状形的 ZnO 纳米材料（图 1-3b），中空的球体的 ZnO 纳米材料（图 1-3c）。

【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯负载Fe-N/C复合型氧还原催化剂[J]. 李赏,李沛,赵伟,康欢,潘牧.  高等学校化学学报. 2015(09)
[2]氨基酸影响草酸钙成核和生长的SEM和XRD研究[J]. 于海燕,张惠敏,欧阳健明.  电子显微学报. 2007(01)
[3]用硫铁矿烧渣制备的硫酸亚铁研制软磁用α-Fe2O3[J]. 龚竹青,黄坚.  环境工程. 2003(02)
[4]N-酰基氨基酸系列表面活性剂的合成和应用[J]. 陈燕妮,卢云,吴昊,肖慎修.  化学研究与应用. 2001(02)

硕士论文
[1]α-Fe2O3基气敏纳米材料的制备及其结构、性能的研究[D]. 冯祖勇.福州大学 2002



本文编号：3511473