氮掺杂碳纳米管的制备及其在硝基芳烃还原方面的应用

发布时间：2021-07-16 20:38

　　碳纳米管是一种具有独特结构的一维纳米碳材料,具备优异的力学、电学和化学性能,在传感、能源储存以及催化等领域都有广阔应用前景。然而,纯碳纳米管由于自身的疏水性和化学惰性,限制了其在化学催化方面的应用。氮原子及过渡金属掺杂可以改善碳纳米管的晶体结构和电子结构,增加碳纳米管的催化活性,从而改善其化学催化性能。目前,如何大规模低成本制备高催化活性的氮掺杂碳纳米管仍面临挑战。本论文以金属有机框架为前驱体,三聚氰胺为模板,采用热解法制备了两种氮掺杂碳纳米管包覆钴纳米粒子材料,对其进行了详细的分析表征,并研究了其在催化硝基芳烃还原方面的性能。主要研究成果如下:（1）基于BIMT-Co-MOF的氮掺杂碳纳米管制备及其催化硝基芳烃还原性能研究。本论文以3,6-二（1-咪唑基）-1,2,4,5-四嗪/Co（II）金属有机框架（BIMT-Co-MOF）为前驱体,三聚氰胺为模板,采用分步升温热解法制备了包覆有钴纳米颗粒的氮掺杂碳纳米管（Co-NCNT₁-800）。Co-NCNT₁-800具有竹节状形貌,其直径分布较宽,约为80～180 nm,长度约为3～5μm,同时... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 文献综述
    1.1 氮掺杂碳纳米管的概述
    1.2 氮掺杂碳纳米管的制备方法
        1.2.1 激光蒸发法与电弧放电法
        1.2.2 化学气相沉积法
        1.2.3 热解法
    1.3 氮掺杂碳纳米管的应用
        1.3.1 氧还原电催化
        1.3.2 超级电容器
        1.3.3 硝基芳烃还原催化
    1.4 本论文的研究思路以及内容
第2章 基于BIMT-Co-MOF的氮掺杂碳纳米管制备及其硝基芳烃还原催化性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 BIMT-Co-MOF的合成
        2.2.2 Co-NCNT_1的制备
        2.2.3 硝基芳烃还原催化性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 BIMT-Co-MOF的表征
        2.3.2 Co-NCNT_1 的制备和表征
            2.3.2.1 热解温度对Co-NCNT_1 形貌的影响
            2.3.2.2 热解时间对Co-NCNT_1 形貌的影响
            2.3.2.3 Co-NCNT_1-800 的表征
        2.3.3 Co-NCNT_1 硝基芳烃还原催化性能研究
    2.4 本章小结
第3章 基于mBIMT-Co-MOF的氮掺杂碳纳米管制备及其硝基芳烃还原催化性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 mBIMT-Co-MOF的合成
        3.2.2 Co-NCNT_2 的制备
        3.2.3 硝基芳烃还原催化性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 mBIMT-Co-MOF的表征
        3.3.2 Co-NCNT_2 材料的制备和表征
        3.3.3 Co-NCNT_2 硝基芳烃还原催化性能研究
    3.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录 A 实验试剂与仪器
附录 B 材料的表征方法
攻读硕士学位期间发表论文和专利情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]镍钴合金/碳纳米管纳米复合材料的制备及其催化性能研究[J]. 殷之晨,张元广.  安庆师范大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]氮、硫共掺杂的碳负载的钴@碳化钴:一种高效的非贵金属氧还原电催化剂（英文）[J]. 申海波,江浩,刘易斯,郝佳瑜,李文章,李洁.  物理化学学报. 2017(09)
[3]氮掺杂碳纳米管的制备及其应用[J]. 罗志虹,朱其峰,黄业富,宁献飞,庞培文,罗鲲.  材料导报. 2016(05)
[4]硼碳氮纳米管的拉曼光谱研究[J]. 张红瑞,丁佩,郭新勇,梁二军.  光谱学与光谱分析. 2004(05)



本文编号：3287721