N掺杂管状石墨烯及其复合材料的可控制备、性能及机理研究
发布时间：2021-08-08 04:15
N掺杂管状石墨烯作为碳基纳米材料家族的重要成员,它兼具了N掺杂石墨烯优异的物理化学特性和中空管状结构的特点,使其在场发射和光致发光等领域有着广阔的应用前景。目前,N掺杂管状石墨烯及其复合材料的研究还处于起始阶段,主要的制备方法为模板法。开发出一种简单高效且低成本的无模板法来可控制备N掺杂管状石墨烯及其复合材料的新工艺,进而探索其性能,是一项极具挑战性的研究课题。本文采用一步无模板化学气相沉积法,制备出N掺杂管状石墨烯、N掺杂管状石墨烯@C纳米复合材料以及N掺杂管状石墨烯@SiO2纳米颗粒复合材料,结合产物表征结果,优选出制备不同产物的最佳工艺参数,并对产物的场发射和光致发光性能及相关机理进行了详细研究。为N掺杂管状石墨烯及其复合材料在场发射和光致发光等领域的应用奠定了基础。主要研究内容及结果如下:（1）采用一步无模板化学气相沉积法,以C3H6N6为C源和N源,Si粉作为辅料,0.01mol·L-1的Ni（NO3）2·6H2<...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Pt纳米管阵列的SEM图像：(a)低放大倍数；(b)高倍率
1-2 (a)具有 250nm 孔径的氧化铝模板的 SEM ；(b)Pt-Cu 合金纳米管阵列的 SEFig.1-2(a) SEM image of alumina template with 250 nm pore diameter, (b) SEM imPt–Cu alloy nanotube array[8]了单一元素的金属纳米管外，科研工作者还开发制备了不同种类的管阵列并对其性能开展了一系列的研究。Sun 等人[6]以利用金属辅法合成的硅纳米线为模板，通过射频磁控溅射技术在硅纳米线上溅 KOH 蚀刻剂溶液对产物进行处理，制备出核心铜纳米管阵列，最
且这类物质具有与单质完全不同的晶体结构，多数易溶于酸。常见的化物纳米管有 ZnO 纳米管、TiO2纳米管、Al2O3纳米管、ZrO2纳米管、F米管、Fe2O3纳米管、SnO 纳米管，其中 ZnO 纳米管、TiO2纳米管等在文究报道的较多。目前，对于 ZnO 纳米管的研究较多，文献中报道制备 ZnO 纳米管的方接煅烧法或两步电化学法制备[ ]。两步电化学法制备 ZnO 纳米管就是先采或电沉积等方法制备出 ZnO 纳米棒，然后在酸或碱中，对 ZnO 纳米棒进刻蚀，最后获得中空结构的 ZnO 纳米管。Wei 的科研团队利用两步化学法 ZnO 纳米管[9]。产物如图 1-3 所示，他们是以(CH3COO)2Zn·2H2O 为原料水热法制备出 ZnO 纳米棒（图 1-3a），然后将 ZnO 纳米棒浸入 KOH 溶液刻蚀，在 80℃下持续 3h，最后获得 ZnO 纳米管（图 1-3b）。Kong 等人[10]接煅烧法，在管式炉中通过物理蒸发 ZnO 和石墨粉末的混合物，在 Au 涂衬底上合成出 ZnO 纳米管，并且所制备的 ZnO 纳米管是单晶。Ashfold 等经使用水热法在 PLD-ZnO 膜涂覆的 Si 晶片上合成了精准有序的超薄 ZnO /纳米棒阵列。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯纳米带的制备方法[J]. 于璇,刘一,叶雨萌,肖胜雄. 上海师范大学学报(自然科学版). 2018(05)
[2]石墨烯量子点制备方法研究进展[J]. 刁玉琦,李铁宁. 电源技术. 2017(08)
[3]石墨烯合成及应用研究进展[J]. 党民团,麻小强. 渭南师范学院学报. 2017(04)
[4]石墨烯物理性质及应用研究[J]. 夏晓春. 赤峰学院学报(自然科学版). 2017(02)
[5]石墨烯材料及其应用[J]. 曹宇臣,郭鸣明. 石油化工. 2016(10)
[6]螺旋碳纳米管的氟化及其光致发光性能研究[J]. 纪来奎,文剑锋,曹雪丽. 化工新型材料. 2016(04)
[7]石墨烯掺杂研究进展[J]. 胡荣炎,贾昆鹏,陈阳,战俊,粟雅娟. 微纳电子技术. 2015(11)
[8]面向应用的石墨烯制备研究进展[J]. 何大方,吴健,刘战剑,沈丽明,汪怀远,暴宁钟. 化工学报. 2015(08)
[9]石墨烯的电子结构及其应用进展[J]. 梁彤祥,刘娟,王晨. 材料工程. 2014(06)
[10]石墨烯/半导体复合结构在光催化方面的应用研究进展[J]. 杨凌玲,周涵,范同祥. 材料导报. 2014(07)
硕士论文
[1]氮掺杂石墨烯基氧还原催化剂的制备及其电化学催化活性研究[D]. 李世华.宁波大学 2017
本文编号：3329205
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Pt纳米管阵列的SEM图像：(a)低放大倍数；(b)高倍率
1-2 (a)具有 250nm 孔径的氧化铝模板的 SEM ；(b)Pt-Cu 合金纳米管阵列的 SEFig.1-2(a) SEM image of alumina template with 250 nm pore diameter, (b) SEM imPt–Cu alloy nanotube array[8]了单一元素的金属纳米管外，科研工作者还开发制备了不同种类的管阵列并对其性能开展了一系列的研究。Sun 等人[6]以利用金属辅法合成的硅纳米线为模板，通过射频磁控溅射技术在硅纳米线上溅 KOH 蚀刻剂溶液对产物进行处理，制备出核心铜纳米管阵列，最
且这类物质具有与单质完全不同的晶体结构，多数易溶于酸。常见的化物纳米管有 ZnO 纳米管、TiO2纳米管、Al2O3纳米管、ZrO2纳米管、F米管、Fe2O3纳米管、SnO 纳米管，其中 ZnO 纳米管、TiO2纳米管等在文究报道的较多。目前，对于 ZnO 纳米管的研究较多，文献中报道制备 ZnO 纳米管的方接煅烧法或两步电化学法制备[ ]。两步电化学法制备 ZnO 纳米管就是先采或电沉积等方法制备出 ZnO 纳米棒，然后在酸或碱中，对 ZnO 纳米棒进刻蚀，最后获得中空结构的 ZnO 纳米管。Wei 的科研团队利用两步化学法 ZnO 纳米管[9]。产物如图 1-3 所示，他们是以(CH3COO)2Zn·2H2O 为原料水热法制备出 ZnO 纳米棒（图 1-3a），然后将 ZnO 纳米棒浸入 KOH 溶液刻蚀，在 80℃下持续 3h，最后获得 ZnO 纳米管（图 1-3b）。Kong 等人[10]接煅烧法，在管式炉中通过物理蒸发 ZnO 和石墨粉末的混合物，在 Au 涂衬底上合成出 ZnO 纳米管，并且所制备的 ZnO 纳米管是单晶。Ashfold 等经使用水热法在 PLD-ZnO 膜涂覆的 Si 晶片上合成了精准有序的超薄 ZnO /纳米棒阵列。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯纳米带的制备方法[J]. 于璇,刘一,叶雨萌,肖胜雄. 上海师范大学学报(自然科学版). 2018(05)
[2]石墨烯量子点制备方法研究进展[J]. 刁玉琦,李铁宁. 电源技术. 2017(08)
[3]石墨烯合成及应用研究进展[J]. 党民团,麻小强. 渭南师范学院学报. 2017(04)
[4]石墨烯物理性质及应用研究[J]. 夏晓春. 赤峰学院学报(自然科学版). 2017(02)
[5]石墨烯材料及其应用[J]. 曹宇臣,郭鸣明. 石油化工. 2016(10)
[6]螺旋碳纳米管的氟化及其光致发光性能研究[J]. 纪来奎,文剑锋,曹雪丽. 化工新型材料. 2016(04)
[7]石墨烯掺杂研究进展[J]. 胡荣炎,贾昆鹏,陈阳,战俊,粟雅娟. 微纳电子技术. 2015(11)
[8]面向应用的石墨烯制备研究进展[J]. 何大方,吴健,刘战剑,沈丽明,汪怀远,暴宁钟. 化工学报. 2015(08)
[9]石墨烯的电子结构及其应用进展[J]. 梁彤祥,刘娟,王晨. 材料工程. 2014(06)
[10]石墨烯/半导体复合结构在光催化方面的应用研究进展[J]. 杨凌玲,周涵,范同祥. 材料导报. 2014(07)
硕士论文
[1]氮掺杂石墨烯基氧还原催化剂的制备及其电化学催化活性研究[D]. 李世华.宁波大学 2017
本文编号：3329205
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3329205.html
