压力调控生物质水热法碳纳米材料的制备及应用研究
发布时间：2021-10-24 02:39
碳纳米材料（Carbon nanomaterials,CNMs）包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯以及新成员碳纳米球（碳球）和碳量子点（碳点）等,由于其具有独特的结构、物理和化学性质而备受关注。其中,碳球和碳点制备工艺简单、生产成本较低、表面官能团丰富,已广泛用于电化学、催化、吸附、医学等领域。生物质水热法是制备碳纳米材料的一种绿色、可持续、低成本的方法。它是以生物质（如木屑、树叶和甘蔗渣等）或生物质结构单元（如纤维素、果糖、葡萄糖、氨基酸和淀粉等）为原料的低温水热方法,所制备的碳球和碳点表面具有丰富官能团,为后续的直接应用或表面修饰提供了便利。但目前制备碳纳米材料的方法中存在单分散性差和尺寸大、可控性差的问题。水热法制备碳球和碳点的过程均符合成核和核生长规律,传统水热法制备出的碳球单分散性较差,主要是由于葡萄糖碳化速率较慢所导致。本研究提出加快碳球和碳点的成核速率,形成快速连续爆发成核并均匀生长的态势,有效地实现了碳材料的单分散性和尺寸可控性。在水热过程中,压力的增大可以提高水的电离度,增强反应体系中酸/碱催化剂浓度,并加快碳化速率,基于上述原理我们设计了一种具有普适性的方法,即外加压力辅...
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－３?（Ａ）二氧化硅晶体结构和（Ｂ）非晶体结构??Ｆｉ．?１－３ＡＳｉｌｉｃａ?ｃｒｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄＢａｍｏｒｈｏｕｓ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??
???陕西科技大学博士学位论文??解于１－烯丙基－３－甲基咪唑氯化物离子液体中，然后制备出再生纤维素。以再生纤维素为??碳源，采用微波法制备碳点，其具体的制备示意图如图１－９所示。??〇?Ｗａｓｔｅ?Ｐａｐｅｒ?Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ?ｉｉ）?Ｖａｌｕｅ－ａｄｄｅｄ?Ｐｒｏｄｕｃｔ?ｌｉｉ）?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ??ｌｏｍｃ?Ｌｉｑｕｉｄ?Ｒｅｃｏｖｅｒｙ?＆?Ｒｅｕｓｅ?ｊ???卜?＞－?＞?ｉ＊??々應？？？？？：??Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｗｉｔｈ?Ｉｏｎｉｃ?Ｌｉｑｕｉｄ?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?Ｃａｒｂｏｎ?ｄｏｔｓ?Ｂｉｏ－Ｉｍａｇｉｎｇ??遽一＿、?念念、??Ｃ？＜；ｕｔｏｓｅ?ｆｉｂｅｒ?Ｍａｃｒ〇ｆｉ＞ｒ＜！?Ｗｉｃｒｏｆｉｂｒｉｌ?Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?Ｃｈａｉｎ?Ｃｅ？ｕｔｏｓｅ?ｕｎｉｔ?Ｃａｒｔｘｘｉ?ｄｏｔ?Ｆ？ｕ〇ｎｗｃａ〇ｃｃ?ｉｍａｇｅ??图１－９废纸制备碳点示意图??Ｆｉｇ．?１?－９?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｄｏｔｓ?ｆｒｏｍ?ｗａｓｔｅ?ｐａｐｅｒ??（４）溶剂热法??溶剂热法制备纳米材料通常是在带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在一定的温度和??自产压力下进行。溶剂热法与水热法相似，不同之处在于溶剂热法使用的是溶剂而非水??溶剂。由于可以选用高沸点的有机溶剂，因此制备温度往往比水热法高很多。??①Ｔｉ０２、Ｍｎ０２、８丨０２的溶剂热法制备??图１－１０溶剂热法制备不同形貌的Ｔｉ〇２??Ｆｉｇ．?１－１０?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｔｉ〇２?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎ
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【参考文献】：
期刊论文
[1]壳聚糖碳点的水热法制备及其对金属离子的选择性研究[J]. 汪雪琴,洪碧云,杨旋,梁倩,黄彪,唐丽荣. 发光学报. 2019(03)
[2]碳点修饰TiO2复合材料的制备及吸附降解性能[J]. 李胜英,符永婷,陈慧文,李富丽,冯建海. 水处理技术. 2019(02)
[3]以甲酸溶液为介质的磁性介孔硅纳米材料的制备及其吸附性能[J]. 付华,胡静,章弘扬,王月荣,张敏,胡坪. 华东理工大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]亮黄色荧光碳点的合成及可见光催化降解酸性品红[J]. 李锋,李洪仁,方坤,戚娟娟. 沈阳大学学报(自然科学版). 2015(03)
[5]A review of TiO2 nanoparticles[J]. GUPTA Shipra Mital,TRIPATHI Manoj. Chinese Science Bulletin. 2011(16)
[6]中间相炭微球研究进展[J]. 李同起,王成扬. 炭素技术. 2002(03)
博士论文
[1]水热法制备水溶性碳点及其荧光性能与应用研究[D]. 盛英卓.兰州大学 2015
硕士论文
[1]氮、硫掺杂多孔碳球的制备及其电化学性能研究[D]. 张焘.郑州大学 2019
本文编号：3454410
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－３?（Ａ）二氧化硅晶体结构和（Ｂ）非晶体结构??Ｆｉ．?１－３ＡＳｉｌｉｃａ?ｃｒｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄＢａｍｏｒｈｏｕｓ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??
???陕西科技大学博士学位论文??解于１－烯丙基－３－甲基咪唑氯化物离子液体中，然后制备出再生纤维素。以再生纤维素为??碳源，采用微波法制备碳点，其具体的制备示意图如图１－９所示。??〇?Ｗａｓｔｅ?Ｐａｐｅｒ?Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ?ｉｉ）?Ｖａｌｕｅ－ａｄｄｅｄ?Ｐｒｏｄｕｃｔ?ｌｉｉ）?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ??ｌｏｍｃ?Ｌｉｑｕｉｄ?Ｒｅｃｏｖｅｒｙ?＆?Ｒｅｕｓｅ?ｊ???卜?＞－?＞?ｉ＊??々應？？？？？：??Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｗｉｔｈ?Ｉｏｎｉｃ?Ｌｉｑｕｉｄ?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?Ｃａｒｂｏｎ?ｄｏｔｓ?Ｂｉｏ－Ｉｍａｇｉｎｇ??遽一＿、?念念、??Ｃ？＜；ｕｔｏｓｅ?ｆｉｂｅｒ?Ｍａｃｒ〇ｆｉ＞ｒ＜！?Ｗｉｃｒｏｆｉｂｒｉｌ?Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?Ｃｈａｉｎ?Ｃｅ？ｕｔｏｓｅ?ｕｎｉｔ?Ｃａｒｔｘｘｉ?ｄｏｔ?Ｆ？ｕ〇ｎｗｃａ〇ｃｃ?ｉｍａｇｅ??图１－９废纸制备碳点示意图??Ｆｉｇ．?１?－９?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｄｏｔｓ?ｆｒｏｍ?ｗａｓｔｅ?ｐａｐｅｒ??（４）溶剂热法??溶剂热法制备纳米材料通常是在带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在一定的温度和??自产压力下进行。溶剂热法与水热法相似，不同之处在于溶剂热法使用的是溶剂而非水??溶剂。由于可以选用高沸点的有机溶剂，因此制备温度往往比水热法高很多。??①Ｔｉ０２、Ｍｎ０２、８丨０２的溶剂热法制备??图１－１０溶剂热法制备不同形貌的Ｔｉ〇２??Ｆｉｇ．?１－１０?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｔｉ〇２?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎ
???陕西科技大学博士学位论文??解于１－烯丙基－３－甲基咪唑氯化物离子液体中，然后制备出再生纤维素。以再生纤维素为??碳源，采用微波法制备碳点，其具体的制备示意图如图１－９所示。??〇?Ｗａｓｔｅ?Ｐａｐｅｒ?Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ?ｉｉ）?Ｖａｌｕｅ－ａｄｄｅｄ?Ｐｒｏｄｕｃｔ?ｌｉｉ）?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ??ｌｏｍｃ?Ｌｉｑｕｉｄ?Ｒｅｃｏｖｅｒｙ?＆?Ｒｅｕｓｅ?ｊ???卜?＞－?＞?ｉ＊??々應？？？？？：??Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｗｉｔｈ?Ｉｏｎｉｃ?Ｌｉｑｕｉｄ?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?Ｃａｒｂｏｎ?ｄｏｔｓ?Ｂｉｏ－Ｉｍａｇｉｎｇ??遽一＿、?念念、??Ｃ？＜；ｕｔｏｓｅ?ｆｉｂｅｒ?Ｍａｃｒ〇ｆｉ＞ｒ＜！?Ｗｉｃｒｏｆｉｂｒｉｌ?Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?Ｃｈａｉｎ?Ｃｅ？ｕｔｏｓｅ?ｕｎｉｔ?Ｃａｒｔｘｘｉ?ｄｏｔ?Ｆ？ｕ〇ｎｗｃａ〇ｃｃ?ｉｍａｇｅ??图１－９废纸制备碳点示意图??Ｆｉｇ．?１?－９?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｄｏｔｓ?ｆｒｏｍ?ｗａｓｔｅ?ｐａｐｅｒ??（４）溶剂热法??溶剂热法制备纳米材料通常是在带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在一定的温度和??自产压力下进行。溶剂热法与水热法相似，不同之处在于溶剂热法使用的是溶剂而非水??溶剂。由于可以选用高沸点的有机溶剂，因此制备温度往往比水热法高很多。??①Ｔｉ０２、Ｍｎ０２、８丨０２的溶剂热法制备??图１－１０溶剂热法制备不同形貌的Ｔｉ〇２??Ｆｉｇ．?１－１０?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｔｉ〇２?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎ
【参考文献】：
期刊论文
[1]壳聚糖碳点的水热法制备及其对金属离子的选择性研究[J]. 汪雪琴,洪碧云,杨旋,梁倩,黄彪,唐丽荣. 发光学报. 2019(03)
[2]碳点修饰TiO2复合材料的制备及吸附降解性能[J]. 李胜英,符永婷,陈慧文,李富丽,冯建海. 水处理技术. 2019(02)
[3]以甲酸溶液为介质的磁性介孔硅纳米材料的制备及其吸附性能[J]. 付华,胡静,章弘扬,王月荣,张敏,胡坪. 华东理工大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]亮黄色荧光碳点的合成及可见光催化降解酸性品红[J]. 李锋,李洪仁,方坤,戚娟娟. 沈阳大学学报(自然科学版). 2015(03)
[5]A review of TiO2 nanoparticles[J]. GUPTA Shipra Mital,TRIPATHI Manoj. Chinese Science Bulletin. 2011(16)
[6]中间相炭微球研究进展[J]. 李同起,王成扬. 炭素技术. 2002(03)
博士论文
[1]水热法制备水溶性碳点及其荧光性能与应用研究[D]. 盛英卓.兰州大学 2015
硕士论文
[1]氮、硫掺杂多孔碳球的制备及其电化学性能研究[D]. 张焘.郑州大学 2019
本文编号：3454410
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