纳米铁及其氧化物材料的制备与性能研究
发布时间：2023-10-21 15:49
铁是地壳中含量最丰富的金属元素之一,纳米结构的铁及其氧化物由于具有纳米效应,展现出许多奇异的特性,拥有较大的发展潜力和广阔的应用空间。然而,目前纳米铁及其氧化物的制备方法大多存在着工艺复杂、成本高、产量低等问题。溶液燃烧合成法是近年来快速发展起来的一种制备纳米材料的新方法,具有简单快捷、节能省时、成本低廉等优点。因此,本论文将溶液燃烧合成法应用于纳米铁及其氧化物的制备中,通过对原料配比、燃烧气氛、热处理参数的调控,成功制备出了纳米α-Fe2O3、Fe3O4、无定形态铁氧化物与碳复合物以及铁碳复合材料,实现了对产物组分、形貌、粒度、相态的控制,优化出最佳工艺参数,使产物具有优异的电化学和电催化性质,在锂离子电池负极材料、燃料电池阴极催化剂等领域具有很好的应用前景,论文的主要工作包括以下几个方面:(1)以硝酸铁为铁源和氧化剂、甘氨酸为燃料和还原剂,通过设计简易的实验装置,合理地控制燃烧反应气氛,利用溶液燃烧合成法一步制备出纳米α-Fe2O3和Fe3O4材料,分别研究了富氧和贫氧条件下甘氨酸含量对溶液燃烧反应机制的影响。结果表明:参与燃烧反应的氧气越少、甘氨酸含量越多,反应模式越趋向于体积燃...
【文章页数】：164 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 纳米铁
2.1.1 纳米材料的基本效应
2.1.2 纳米铁的性质与应用
2.1.3 纳米铁的制备方法
2.2 纳米铁氧化物
2.2.1 铁氧化物的分类与结构
2.2.2 纳米铁氧化物的性质与应用
2.2.3 纳米铁氧化物的制备方法
2.3 溶液燃烧合成
2.3.1 溶液燃烧合成的分类与优点
2.3.2 溶液燃烧合成的原理
2.3.3 溶液燃烧合成的影响因素
2.3.4 溶液燃烧合成的研究进展
3 研究内容及技术路线
3.1 研究内容
3.2 技术路线
4 纳米铁氧化物材料的制备及性能研究
4.1 前言
4.2 实验方法
4.3 纳米α-Fe2O3材料的制备及性能研究
4.3.1 溶液燃烧合成反应机制的研究
4.3.2 甘氨酸含量对溶液燃烧合成产物组分和形貌的影响
4.3.3 不同相态结构的纳米α-Fe2O3材料的电化学性能分析
4.4 纳米Fe3O4材料的制备及性能研究
4.4.1 贫氧条件下的溶液燃烧合成反应机制
4.4.2 甘氨酸含量对溶液燃烧合成产物组分和形貌的影响
4.4.3 不同相态结构的纳米Fe3O4材料的电化学性能分析
4.5 本章小结
5 无定形态纳米铁氧化物与碳复合物的制备及性能研究
5.1 前言
5.2 实验方法
5.3 无定形态纳米铁氧化物与碳复合物的制备
5.3.1 葡萄糖添加量对溶液燃烧反应过程的影响
5.3.2 葡萄糖添加量对产物组分相态的影响
5.3.3 葡萄糖添加量对产物微观形貌的影响
5.4 无定形态纳米铁氧化物与碳复合物的电化学性能与机理研究
5.5 本章小结
6 纳米铁碳复合材料的制备及性能研究
6.1 前言
6.2 实验方法
6.2.1 纳米铁碳复合材料的制备方法
6.2.2 纳米铁碳复合材料的表征方法
6.2.3 纳米铁碳复合材料的电催化性能测试方法
6.3 溶液燃烧合成前驱体碳热还原制备纳米铁碳复合材料
6.3.1 葡萄糖添加量和碳热还原温度对产物组分的影响
6.3.2 葡萄糖添加量和碳热还原温度对产物电催化性能的影响
6.4 纳米铁碳复合材料的结构表征
6.5 纳米铁碳复合材料的电催化性能研究
6.6 本章小结
7 分级多孔纳米Fe@C-N复合物的制备及性能研究
7.1 前言
7.2 实验方法
7.2.1 分级多孔纳米Fe@C-N复合物材料的制备方法
7.2.2 分级多孔纳米Fe@C-N复合物的表征方法
7.2.3 分级多孔纳米Fe@C-N复合物的电催化性能测试方法
7.3 分级多孔纳米Fe@C-N复合物的制备
7.3.1 硝酸铁添加量和溶液燃烧气氛对前驱体组分的影响
7.3.2 硝酸铁添加量和溶液燃烧气氛对产物组分结构的影响
7.3.3 添加造孔剂和过氧化氢溶液的产物组分与形貌
7.4 分级多孔纳米Fe@C-N复合物的电催化性能与机理研究
7.5 本章小结
8 结论
主要创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3856142
【文章页数】：164 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 纳米铁
2.1.1 纳米材料的基本效应
2.1.2 纳米铁的性质与应用
2.1.3 纳米铁的制备方法
2.2 纳米铁氧化物
2.2.1 铁氧化物的分类与结构
2.2.2 纳米铁氧化物的性质与应用
2.2.3 纳米铁氧化物的制备方法
2.3 溶液燃烧合成
2.3.1 溶液燃烧合成的分类与优点
2.3.2 溶液燃烧合成的原理
2.3.3 溶液燃烧合成的影响因素
2.3.4 溶液燃烧合成的研究进展
3 研究内容及技术路线
3.1 研究内容
3.2 技术路线
4 纳米铁氧化物材料的制备及性能研究
4.1 前言
4.2 实验方法
4.3 纳米α-Fe2O3材料的制备及性能研究
4.3.1 溶液燃烧合成反应机制的研究
4.3.2 甘氨酸含量对溶液燃烧合成产物组分和形貌的影响
4.3.3 不同相态结构的纳米α-Fe2O3材料的电化学性能分析
4.4 纳米Fe3O4材料的制备及性能研究
4.4.1 贫氧条件下的溶液燃烧合成反应机制
4.4.2 甘氨酸含量对溶液燃烧合成产物组分和形貌的影响
4.4.3 不同相态结构的纳米Fe3O4材料的电化学性能分析
4.5 本章小结
5 无定形态纳米铁氧化物与碳复合物的制备及性能研究
5.1 前言
5.2 实验方法
5.3 无定形态纳米铁氧化物与碳复合物的制备
5.3.1 葡萄糖添加量对溶液燃烧反应过程的影响
5.3.2 葡萄糖添加量对产物组分相态的影响
5.3.3 葡萄糖添加量对产物微观形貌的影响
5.4 无定形态纳米铁氧化物与碳复合物的电化学性能与机理研究
5.5 本章小结
6 纳米铁碳复合材料的制备及性能研究
6.1 前言
6.2 实验方法
6.2.1 纳米铁碳复合材料的制备方法
6.2.2 纳米铁碳复合材料的表征方法
6.2.3 纳米铁碳复合材料的电催化性能测试方法
6.3 溶液燃烧合成前驱体碳热还原制备纳米铁碳复合材料
6.3.1 葡萄糖添加量和碳热还原温度对产物组分的影响
6.3.2 葡萄糖添加量和碳热还原温度对产物电催化性能的影响
6.4 纳米铁碳复合材料的结构表征
6.5 纳米铁碳复合材料的电催化性能研究
6.6 本章小结
7 分级多孔纳米Fe@C-N复合物的制备及性能研究
7.1 前言
7.2 实验方法
7.2.1 分级多孔纳米Fe@C-N复合物材料的制备方法
7.2.2 分级多孔纳米Fe@C-N复合物的表征方法
7.2.3 分级多孔纳米Fe@C-N复合物的电催化性能测试方法
7.3 分级多孔纳米Fe@C-N复合物的制备
7.3.1 硝酸铁添加量和溶液燃烧气氛对前驱体组分的影响
7.3.2 硝酸铁添加量和溶液燃烧气氛对产物组分结构的影响
7.3.3 添加造孔剂和过氧化氢溶液的产物组分与形貌
7.4 分级多孔纳米Fe@C-N复合物的电催化性能与机理研究
7.5 本章小结
8 结论
主要创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3856142
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3856142.html
最近更新
教材专著
