含碳纳米管球团的制备与性能研究

发布时间：2017-09-06 18:51

  本文关键词：含碳纳米管球团的制备与性能研究

  更多相关文章： 含碳纳米管球团 物相变化 电化学腐蚀 微观结构 苯酚去除率

【摘要】：碳纳米管具有巨大的比表面积、多孔的石墨层隙、超强的导电性,成为了复合材料研究的热门。虽然传统铁碳微电解法处理工业废水具有一定的优势,但由于铁屑结块、表面钝化等问题限制了其进一步的应用,因此对新型铁碳复合材料的研究具有重要的意义。本试验利用催化裂解法制备了含碳纳米管球团,分析了不同试验条件对含碳纳米管球团物相变化与微观结构的影响规律,研究发现本试验方法下碳纳米管为顶部生长机理;研究了球团的电化学腐蚀性能;并利用该球团降解酚类模拟废水;研究表明:制备温度、丙酮流速、丙酮体积与海绵铁质量比对含碳纳米管球团的微观结构影响较大,在制备温度为700℃、丙酮流速为2m L/min、丙酮体积与海绵铁质量比为3m L/g时,制得的是多壁碳纳米管,管长为1~5μm,管外径为60nm,内径为20nm,管壁石墨片层间距为0.33nm,且碳纳米管在球团中分布比较均匀。制备温度为700℃、丙酮流速为2m L/min、丙酮体积与海绵铁质量比为3m L/g的含碳纳米管球团在质量浓度为3%的苯酚溶液中的腐蚀电位最低、腐蚀电流最大,即此球团最容易发生腐蚀反应,且腐蚀速率较快。含碳纳米管球团处理p H为5的酚类模拟废水3h时,对苯酚的去除效果较好,去除率为41%。
【关键词】：含碳纳米管球团 物相变化 电化学腐蚀 微观结构 苯酚去除率
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;X703
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 引言9-10
• 第1章 文献综述10-21
• 1.1 铁碳复合材料的发展史10-14
• 1.1.1 碳元素的同素异形体10-11
• 1.1.2 碳纳米管的概述11-13
• 1.1.3 含碳纳米管球团的概述13-14
• 1.2 铁碳复合材料的制备14-17
• 1.2.1 电弧放电法14-15
• 1.2.2 激光烧蚀法15
• 1.2.3 催化裂解法15-16
• 1.2.4 催化裂解法制备碳纳米管的生长机理16-17
• 1.3 铁碳复合材料的应用17-18
• 1.3.1 电磁学领域的应用17
• 1.3.2 催化领域的应用17
• 1.3.3 环境保护领域的应用17-18
• 1.4 铁碳复合材料的电化学腐蚀18
• 1.4.1 电化学腐蚀概述18
• 1.4.2 影响铁碳复合材料电化学腐蚀的因素18
• 1.5 铁碳复合材料处理废水的现状18-20
• 1.5.1 铁碳微电解技术的发展现状18-19
• 1.5.2 铁碳微电解技术的工艺原理19-20
• 1.5.3 应用含碳纳米管球团处理废水的展望20
• 1.6 课题研究内容及技术路线20-21
• 1.6.1 课题研究内容20
• 1.6.2 技术路线20-21
• 第2章 含碳纳米管球团的制备21-28
• 2.1 试验仪器与试剂21-25
• 2.1.1 高温节能管式炉21-22
• 2.1.2 磁力搅拌器22-23
• 2.1.3 仪器与试剂23
• 2.1.4 试验表征设备23-25
• 2.2 含碳纳米管球团的制备25-27
• 2.2.1 试验原理25-26
• 2.2.2 原料准备26
• 2.2.3 制备过程26-27
• 2.3 试验结果27-28
• 第3章 含碳纳米管球团微观结构的表征与分析28-42
• 3.1 温度对含碳纳米管球团的影响28-31
• 3.1.1 温度对含碳纳米管球团物相变化的影响28-29
• 3.1.2 温度对含碳纳米管球团微观结构的影响29-31
• 3.2 丙酮流速对含碳纳米管球团的影响31-34
• 3.2.1 丙酮流速对含碳纳米管球团物相变化的影响31-32
• 3.2.2 丙酮流速对含碳纳米管球团微观结构的影响32-34
• 3.3 丙酮体积与海绵铁质量比对含碳纳米管球团的影响34-38
• 3.3.1 丙酮体积与海绵铁质量比对含碳纳米管球团物相变化的影响34-36
• 3.3.2 丙酮体积与海绵铁质量比对含碳纳米管球团微观结构的影响36-38
• 3.4 含碳纳米管球团的生长机理38-40
• 3.4.1 碳纳米管的顶部生长机理38-39
• 3.4.2 碳纳米管的底部生长机理39
• 3.4.3 含碳纳米管球团的生长机理39-40
• 3.5 小结40-42
• 第4章 含碳纳米管球团的电化学性能研究42-57
• 4.1 试验仪器与试剂42-43
• 4.2 含碳纳米管球团的腐蚀试验43-45
• 4.2.1 试验原理43-44
• 4.2.2 原料准备44-45
• 4.2.3 试验过程45
• 4.3 分析结果与讨论45-56
• 4.3.1 温度对含碳纳米管球团腐蚀性能的影响45-49
• 4.3.2 丙酮流速对含碳纳米管球团腐蚀性能的影响49-52
• 4.3.3 丙酮体积与海绵铁质量比对含碳纳米管球团腐蚀性能的影响52-56
• 4.4 小结56-57
• 第5章 含碳纳米管球团降解模拟废水的研究57-66
• 5.1 试验仪器与试剂57-58
• 5.2 模拟废水的制备与分析58-60
• 5.2.1 模拟废水的制备58
• 5.2.2 测定波长的选择58
• 5.2.3 标准曲线的绘制58-59
• 5.2.4 pH对苯酚溶液吸光度的影响59-60
• 5.3 应用含碳纳米管球团处理酚类模拟废水60-61
• 5.3.1 试验原理60-61
• 5.3.2 试验过程61
• 5.4 分析结果与讨论61-65
• 5.4.1 原料种类对模拟废水中苯酚去除率的影响61-63
• 5.4.2 反应时间对模拟废水中苯酚去除率的影响63-64
• 5.4.3 pH对模拟废水中苯酚去除率的影响64-65
• 5.5 小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-72
• 导师简介72-73
• 作者简介73-74
• 学位论文数据集74

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