催化裂解聚丙烯原位合成Si-C和C-C纳米杂化材料的研究

发布时间：2023-06-01 20:48

　　碳纳米材料在纳米材料领域占有非常重要地位,设计合成碳基纳米杂化材料一直以来都是科学研究的热点。本论文在原位催化聚烯烃合成碳纳米管研究的基础上,设计合成两种新型的碳基纳米杂化材料,即Si-C纳米杂化材料和C-C纳米杂化材料。本文通过热解聚丙烯/Ni-Mo-Mg/硅树脂共混物合成含Si-C纳米杂化材料。得到的纳米材料分别经过傅立叶红外光谱仪(FT-IR),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM), X射线光电子显微镜(XPS),热重分析仪(TGA)和蓝电测试仪(LAND)等对Si-C纳米杂化材料的微观结构、元素构成、热稳定性及电化学性能进行了表征与分析,同时探讨了该杂化材料形成机理。研究表明：当甲基MQ硅树脂的含量为12 wt%时,可以在纳米或微米尺寸的硅片上生长出碳纳米管。蓝电测试经50次循环后,12%Si-C纳米杂化材料的放电电容仍然高达1185mAhg-1,库伦效率变为98.8%,展现了良好的循环性能,可设计制作为锂电池电极材料。这种材料的形成机理是,在高温催化裂解的条件下,混合物中的硅树脂会迁移到外表面聚合形成硅树脂片层,这种片层为生长碳纳米管提供了很好的基体,在催化剂存...

【文章页数】：49 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 纳米材料
        1.1.1 碳纳米管
        1.1.2 石墨烯
        1.1.3 富勒烯
    1.2 硅碳纳米杂化材料
        1.2.1 硅/碳纳米管杂化材料
        1.2.2 硅/碳纳米线杂化材料
        1.2.3 硅/石墨烯杂化材料
    1.3 自组装技术
        1.3.1 自组装特点及驱动方式
        1.3.2 自组装技术的应用
        1.3.3 碳纳米管自组装技术
    1.4 碳/碳复合材料
        1.4.1 碳/碳复合材料的发展及应用
        1.4.2 碳/碳复合材料的制备方法
    1.5 一步热解法
        1.5.1 一步热解法优势
        1.5.2 一步热解法合成碳纳米材料
    1.6 课题提出的意义及研究内容
2 催化裂解聚丙烯/硅树脂共混物制备Si-C纳米杂化材料
    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 实验过程
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 共混物中硅树脂的含量对成炭率的影响
        2.3.2 Si-C纳米杂化材料的形态及结构测试
        2.3.3 Si-C纳米杂化材料的电化学性能测试
    2.4 12%Si-C纳米杂化材料的机理解释
    2.5 本章小结
3 催化裂解聚丙烯/稻壳共混物制备C-C纳米杂化材料
    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 实验过程
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 共混物中稻壳的含量对成炭率的影响
        3.3.2 产品的XRD分析
        3.3.3 产品的微观形貌分析
        3.3.4 产品的拉曼光谱图分析
        3.3.5 产品的TGA和DTG分析
    3.4 C-C纳米杂化材料的形成机制解释
    3.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3827027