基于微生物富集制备菌丝基掺杂的碳材料及其电化学性能研究
发布时间：2021-10-12 07:18
杂原子进入碳的骨架,可在碳晶格引入更多的缺陷位点及增强电子传输特性,使其在燃料电池、氢储存、超级电容和生物传感器等方面具有广泛应用前景。然而目前碳材料的掺杂通常利用昂贵的实验原料,复杂的反应路线,或使用有毒的化学试剂来实现的,因此从实际应用的角度出发,寻求一种廉价、简单、环保的方法来实现掺杂碳材料制备是非常必要的。生物富集是植物和生物普遍存在的一种生物现象,能把杂原子前驱体或小分子有机物富集到胞内或胞外,提供异原子成分。基于此启发,本文提供了一种环境友好、成本低、简单、清洁、可控宏量制备的掺杂碳材料制备方法,在四川省科技厅重点研发项目2017GZ0342的支持下以真菌孢子萌发形成的菌丝为生物质碳源,在真菌生长过程中微生物富集杂原子前驱体,从而制备掺杂碳材料,这为掺杂生物质碳材料的制备提供了新的思路。将其应用于能量的储存与转化研究,并通过掺杂碳材料的结构表征和电化学性能测试,分析性能影响因素和构效之间的关系。主要结论如下:（1）开发出一种利用真菌对不同有毒有机染料的生物富集方法来制备杂原子掺杂碳纤维材料的通用策略。掺杂碳纤维杂原子含量高,并且具有三维网络结构,是一种很有潜力的超级电容器电...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同动物生物富集示意图
氮掺杂石墨烯示意图
图 1-3 利用组分分离技术制备氮掺杂石墨烯的示意图Fig. 1-3 Schematic illustration of our concurrent segregation technique for growing nitrogen-dopedgraphene（4）电弧放电法电弧放电法作为掺杂材料的制备方法是近几年才出现的，按电流的不同形式可分为交流和直流两种。主要是利用电弧放电产生高温条件，然后阳极的氮材料蒸发、分解，该材料在阴极和放电室壁上合成。放电室内需要充一定量的气体，如 H2、NH3、不活泼气体或空气，非碳元素的掺杂与放电室的气氛有关，在吡啶和空气气氛中，石墨烯可以实现氮掺杂，当气氛为 B2H6，硼掺杂石墨烯可以生成。Panchokarla 等[44]首先在四甘醇二甲醚中将 BF3-乙醚混合物加入到硼氢化钠中产生乙硼烷（B2H6）蒸气，使 H2和随后的 He 流过 B2H6发生器，将 B2H6蒸汽输送到电弧室，在 B2H6，He 和 H2存在下，电弧放电制备了掺硼石墨烯。1.3.2 后处理（1）高温碳化利用高温碳化来制备掺杂碳材料是目前使用最多和被研究得最广的方法。这
【参考文献】：
期刊论文
[1]真菌菌丝球研究进展[J]. 李立欣,张斯,王冬,马放. 化工学报. 2018(06)
[2]具有高循环稳定性的氮硫掺杂多孔碳纳米球钠离子电池负极材料（英文）[J]. 张宏伟,陆佳敏,杨乐,胡明祥,黄正宏,吕瑞涛,康飞宇. 新型炭材料. 2017(06)
[3]植物内生真菌多样性及其修复作用研究[J]. 初龙,李海燕. 种子科技. 2016(06)
[4]丛枝菌根真菌在土壤重金属污染植物修复中的作用及机理研究进展[J]. 祖艳群,卢鑫,湛方栋,胡文友,李元. 植物生理学报. 2015(10)
[5]镉对金银花的毒物刺激效应[J]. 贾莲,刘周莉,陈玮,何兴元,齐丹. 应用生态学报. 2013(04)
[6]丛枝菌根真菌在有机污染物污染土壤植物修复中的应用[J]. 周笑白,周集体,项学敏,王晓坤. 辽宁化工. 2011(08)
[7]氮掺杂碳纳米管的制备及其电化学性能[J]. 李莉香,刘永长,耿新,安百刚. 物理化学学报. 2011(02)
[8]大型真菌重金属富集的研究进展[J]. 于德洋,程显好,罗毅,李维焕. 中国食用菌. 2011(01)
[9]镉胁迫对金银花叶片含水量及微量元素吸收积累的影响[J]. 刘周莉,陈玮,何兴元. 生态学杂志. 2010(10)
[10]镉胁迫下金银花的生长反应及积累特性[J]. 刘周莉,何兴元,陈玮,徐胜,丁玮航. 生态学杂志. 2009(08)
博士论文
[1]多元掺杂的非贵金属碳基介孔材料及其氧还原电催化性能的研究[D]. 李聪玲.华东师范大学 2017
[2]氮掺杂碳纳米片的制备及其在酸碱介质中氧还原催化性能[D]. 赵秋萍.兰州理工大学 2016
[3]氮掺杂碳材料的制备及其氧还原电催化性能研究[D]. 阳梅.湘潭大学 2016
[4]掺杂碳基非贵金属催化剂的制备及催化氧气电化学还原的机制[D]. 钱颖丹.南京师范大学 2016
[5]碳纳米管/石墨烯复合异质结输运性质与机理的理论研究[D]. 张向华.湖南大学 2015
[6]基于微生物诱导微纳结构单元组装制备功能纳米复合材料的研究[D]. 竹文坤.中国科学技术大学 2015
[7]氮掺杂及铁—氮掺杂非晶碳薄膜的制备及其氧还原电催化性能研究[D]. 陈敬艳.吉林大学 2014
[8]植物—丛枝菌根真菌修复多环芳烃污染土壤[D]. 周笑白.大连理工大学 2011
硕士论文
[1]大型真菌富集重金属镉和铅的研究[D]. 沈洋洋.浙江工业大学 2015
[2]H3PO4、KOH活化法桐壳基活性炭的制备及其吸附性能的研究[D]. 周丕严.福建师范大学 2007
本文编号：3432123
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同动物生物富集示意图
氮掺杂石墨烯示意图
图 1-3 利用组分分离技术制备氮掺杂石墨烯的示意图Fig. 1-3 Schematic illustration of our concurrent segregation technique for growing nitrogen-dopedgraphene（4）电弧放电法电弧放电法作为掺杂材料的制备方法是近几年才出现的，按电流的不同形式可分为交流和直流两种。主要是利用电弧放电产生高温条件，然后阳极的氮材料蒸发、分解，该材料在阴极和放电室壁上合成。放电室内需要充一定量的气体，如 H2、NH3、不活泼气体或空气，非碳元素的掺杂与放电室的气氛有关，在吡啶和空气气氛中，石墨烯可以实现氮掺杂，当气氛为 B2H6，硼掺杂石墨烯可以生成。Panchokarla 等[44]首先在四甘醇二甲醚中将 BF3-乙醚混合物加入到硼氢化钠中产生乙硼烷（B2H6）蒸气，使 H2和随后的 He 流过 B2H6发生器，将 B2H6蒸汽输送到电弧室，在 B2H6，He 和 H2存在下，电弧放电制备了掺硼石墨烯。1.3.2 后处理（1）高温碳化利用高温碳化来制备掺杂碳材料是目前使用最多和被研究得最广的方法。这
【参考文献】：
期刊论文
[1]真菌菌丝球研究进展[J]. 李立欣,张斯,王冬,马放. 化工学报. 2018(06)
[2]具有高循环稳定性的氮硫掺杂多孔碳纳米球钠离子电池负极材料（英文）[J]. 张宏伟,陆佳敏,杨乐,胡明祥,黄正宏,吕瑞涛,康飞宇. 新型炭材料. 2017(06)
[3]植物内生真菌多样性及其修复作用研究[J]. 初龙,李海燕. 种子科技. 2016(06)
[4]丛枝菌根真菌在土壤重金属污染植物修复中的作用及机理研究进展[J]. 祖艳群,卢鑫,湛方栋,胡文友,李元. 植物生理学报. 2015(10)
[5]镉对金银花的毒物刺激效应[J]. 贾莲,刘周莉,陈玮,何兴元,齐丹. 应用生态学报. 2013(04)
[6]丛枝菌根真菌在有机污染物污染土壤植物修复中的应用[J]. 周笑白,周集体,项学敏,王晓坤. 辽宁化工. 2011(08)
[7]氮掺杂碳纳米管的制备及其电化学性能[J]. 李莉香,刘永长,耿新,安百刚. 物理化学学报. 2011(02)
[8]大型真菌重金属富集的研究进展[J]. 于德洋,程显好,罗毅,李维焕. 中国食用菌. 2011(01)
[9]镉胁迫对金银花叶片含水量及微量元素吸收积累的影响[J]. 刘周莉,陈玮,何兴元. 生态学杂志. 2010(10)
[10]镉胁迫下金银花的生长反应及积累特性[J]. 刘周莉,何兴元,陈玮,徐胜,丁玮航. 生态学杂志. 2009(08)
博士论文
[1]多元掺杂的非贵金属碳基介孔材料及其氧还原电催化性能的研究[D]. 李聪玲.华东师范大学 2017
[2]氮掺杂碳纳米片的制备及其在酸碱介质中氧还原催化性能[D]. 赵秋萍.兰州理工大学 2016
[3]氮掺杂碳材料的制备及其氧还原电催化性能研究[D]. 阳梅.湘潭大学 2016
[4]掺杂碳基非贵金属催化剂的制备及催化氧气电化学还原的机制[D]. 钱颖丹.南京师范大学 2016
[5]碳纳米管/石墨烯复合异质结输运性质与机理的理论研究[D]. 张向华.湖南大学 2015
[6]基于微生物诱导微纳结构单元组装制备功能纳米复合材料的研究[D]. 竹文坤.中国科学技术大学 2015
[7]氮掺杂及铁—氮掺杂非晶碳薄膜的制备及其氧还原电催化性能研究[D]. 陈敬艳.吉林大学 2014
[8]植物—丛枝菌根真菌修复多环芳烃污染土壤[D]. 周笑白.大连理工大学 2011
硕士论文
[1]大型真菌富集重金属镉和铅的研究[D]. 沈洋洋.浙江工业大学 2015
[2]H3PO4、KOH活化法桐壳基活性炭的制备及其吸附性能的研究[D]. 周丕严.福建师范大学 2007
本文编号：3432123
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