碳气凝胶的制备及表征

发布时间：2017-10-29 23:19

  本文关键词：碳气凝胶的制备及表征

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【摘要】：碳气凝胶是以碳材料为主体结构构成的一类低密度、高孔隙率、比表面积大、非晶态并具有一定体积的不间断的三围网状结构的材料,并能实现在纳米尺度的修饰和控制。他的使用领域包括,净化吸附材料(水资源净化,包括油水分离、水中重金属离子去除;洁净空气分离,其中包括空气中有机废弃吸附,微波吸收等等);功能性电子器件的电极材料(尤其是在现今非常热门的新型储能设备超级电容器、染料敏化太阳能电池、燃料电池等等);在电分析检测领域应用(有包括检测水中微量的某种粒子而制备的碳气凝胶传感器)等等方面发挥着重要作用,尤其是现今阶段能源危机和环境污染已经成为亟待解决的全球性问题,而恰好碳气凝胶在这两方面都能够发挥出重要作用并且还具有非常远大的应用前景。这篇论文研究内容包括三个方面分别是:(1)通过水热的方法制备得到两种类型的碳气凝胶:一类是第二章的以导电碳材料graphene为主体的无机复合碳气凝胶的制备;第二类是第三章和第四章的以生物组织为来源的植物器官通过碳化的方法得到的另一种无机碳气凝胶;(2)第二章的GO(氧化graphene)/四氧化三铁在油酸包覆作用下,测试这种材料对染料吸附作用,以及这种材料在不同pH条件下稳定性能的测试,以及这种材料的电化学性能是否受到油酸的干扰而减弱;(3)通过对第三章得到的生物质碳气凝胶及其复合碳气凝胶对有机油类的吸附作用表征,可以验证这种材料适合用作水资源净化的油水分离方面;(4)对第四章的生物质碳气凝胶及其复合碳气凝胶的性能特点分析,以及组装形成不对称超级电容器器件,分析器件的不同性能。
【关键词】：碳气凝胶 染料吸附 生物质 不对称超级电容器 油水分离
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O648.17
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 文献综述10-30
• 引言10-12
• 1.1 碳气凝胶的概述12-21
• 1.1.1 无机气凝胶13-18
• 1.1.2 有机气凝胶18-21
• 1.2 碳气凝胶的制备方法21-23
• 1.3 超级电容器概述23-27
• 1.3.1 超级电容器的发现24-25
• 1.3.2 超级电容器的分类25-27
• 1.3.3 超级电容器的应用27
• 1.4 论文选题思路及研究内容27-30
• 第2章 表面油酸修饰四氧化三铁及其graphene复合气凝胶的制备与性能30-46
• 前言30
• 2.1 实验部分30-33
• 2.1.1 实验试剂与仪器30-31
• 2.1.2 实验仪器31-32
• 2.1.3 实验步骤32-33
• 2.1.4 表征测试33
• 2.2 结果与讨论33-45
• 2.2.1 XRD表征33-34
• 2.2.2 油酸修饰四氧化三铁/RGO复合材料制备34-35
• 2.2.3 四氧化三铁粒径测试35-36
• 2.2.4 循环伏安曲线分析36-38
• 2.2.5 计时电位曲线分析38-40
• 2.2.6 染料吸附测试40-45
• 2.3 本章小结45-46
• 第3章 生物质碳气凝胶的制备与油水分离性能研究46-64
• 前言46
• 3.1 实验部分46-50
• 3.1.1 实验仪器与试剂46-47
• 3.1.2 实验步骤47-50
• 3.2 结果与讨论50-62
• 3.2.1 复合碳气凝胶XRD图谱分析50-51
• 3.2.2 SEM图谱分析51-52
• 3.2.3 PeCA的制备52-53
• 3.2.4 生物质碳气凝胶及其复合材料的低密度性53
• 3.2.5 PeCA生物质基碳气凝胶的接触角测试53-55
• 3.2.6 PeCA、PeCA/RGO、PeCA/Fe_3O_4吸油测试55-60
• 3.2.7 循环吸油测试60-62
• 3.3 本章小结62-64
• 第4章 生物质碳气凝胶气凝胶的制备及电化学应用64-82
• 前言64-65
• 4.1 实验部分65-69
• 4.1.1 实验仪器与试剂65-66
• 4.1.2 实验步骤66-68
• 4.1.3 表征68-69
• 4.2 结果与讨论69-80
• 4.2.1 SEM分析69-70
• 4.2.2 XRD图谱分析70-71
• 4.2.3 电化学分析71-80
• 4.3 本章小结80-82
• 第5章 结论与展望82-84
• 5.1 结论82
• 5.2 展望82-84
• 参考文献84-92
• 攻读硕士期间已发表的论文92-94
• 致谢94

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 吴晓燕;刘冬;王丹;张春明;何丹农;;碳气凝胶在电化学超级电容器中的应用[J];电源技术;2014年12期

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本文编号：1115092