有序介孔碳的功能化修饰及其电化学性能研究

发布时间：2023-04-22 10:41

　　本文通过软模板法制备有序介孔碳材料,并利用多种元素对所制备的有序介孔碳进行功能化修饰,从而提高其电化学性能。通过TEM、XRD、SAXS、氮气吸附-脱附、XPS、拉曼光谱等测试手段表征材料的结构和形貌,利用电化学工作站测试其电化学性能,并对不同元素功能化修饰有序介孔碳性能的影响机理进行分析和总结。(1)以甲阶酚醛树脂作为碳源,吡咯单体和尿素同时作为氮源,F127作为模板剂,利用溶剂蒸发诱导自组装法(EISA),成功制备出具有高比表面积以及高比电容量的有序介孔碳材料。结构表征表明,所制备的介孔碳材料具有有序的二维六方的孔道结构,高的比表面积(1351 m²/g¹469 m²/g)和孔容(1.62 cm³/g¹.92 cm³/g),孔径尺寸分布在4 nm左右。氮元素在介孔碳的骨架中主要以三种形态存在:吡啶态氮、吡咯态氮和石墨态氮。电化学测试表明,双氮源共修饰的有序介孔碳具有优异的电化学性能,通过调整双氮源的添加量可获得最大比电容量,即在电流密度为1 A/g的时...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
    1.1 有序介孔碳材料概述
    1.2 有序介孔碳的合成
        1.2.1 硬模板法
        1.2.2 软模板法
    1.3 有序介孔碳的合成机理
        1.3.1 液晶模板机理
        1.3.2 电荷密度匹配机理
        1.3.3 协同作用机理
    1.4 有序介孔碳的功能化修饰
        1.4.1 原位合成法
        1.4.2 后处理法
    1.5 有序介孔碳的应用
        1.5.1 催化剂载体
        1.5.2 吸附分离材料
        1.5.3 药物缓释载体材料
        1.5.4 电化学及能量储存材料
    1.6 本论文的选题依据和研究内容
        1.6.1 本论文的选题依据
        1.6.2 本论文的研究内容
2.实验部分及测试方法
    2.1 实验药品和仪器
    2.2 材料的结构表征
        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射线粉末衍射分析(XRD)
        2.2.4 小角X射线散射(SAXS)
        2.2.5 氮气吸附/脱附测试
        2.2.6 X射线光电子能谱(XPS)
        2.2.7 拉曼光谱
    2.3 材料的电化学测试技术
3.双氮源共修饰有序介孔碳的制备及其电化学性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与仪器
        3.2.2 碳源的制备
        3.2.3 氮修饰有序介孔碳的制备
        3.2.4 氮修饰有序介孔碳的结构表征
        3.2.5 氮修饰有序介孔碳的电化学测试
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 样品的结构和形貌分析
        3.3.2 样品的电化学性能分析
    3.4 本章小结
4.铁/氮共修饰有序介孔碳的制备及其电化学性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂与仪器
        4.2.2 碳源的制备
        4.2.3 铁/氮共修饰有序介孔碳的制备
        4.2.4 铁/氮共修饰有序介孔碳的结构表征
        4.2.5 铁/氮共修饰有序介孔碳的电化学测试
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 铁/氮共修饰有序介孔碳的制备机理
        4.3.2 样品的结构和形貌分析
        4.3.3 样品的电化学性能分析
    4.4 本章小结
5 氮/磷共修饰有序介孔碳的制备及其电化学性能研究
    5.1 前言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验试剂与仪器
        5.2.2 碳源的制备
        5.2.3 氮/磷共修饰有序介孔碳的制备
        5.2.4 氮/磷共修饰有序介孔碳的结构表征
        5.2.5 氮/磷共修饰有序介孔碳的电化学测试
    5.3 实验结果与分析
        5.3.1 样品的结构和形貌分析
        5.3.2 样品的电化学性能分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间取得的相关科研成果



本文编号：3797477