自组装构筑三维纳米粒子/石墨烯基复合材料及其在催化中的应用

发布时间：2023-01-15 11:26

　　众所周知,石墨烯由于其优异的性能而受到广泛的应用。随着材料科技的发展,传统的单纯石墨烯材料已不能满足人们对材料和器件的微型化、多功能化、集成化等方面的要求,因此,锚定有金属或金属氧化物的石墨烯纳米复合材料应运而生,不但使得多相的性能集成到一种材料上,还可以通过多相协同效应发挥各相单元的优异性能。然而,在实际应用中,石墨烯经常发生堆叠而对性能造成影响,有效的解决方式之一是将石墨烯制备成三维材料使用（three-dimensional,3D）,这样不但能防止石墨烯堆叠,还能使纳米粒子在石墨烯上均匀分布。因此,研究纳米级粒子修饰3D石墨烯基复合材料的制备对于科学研究具有很重要意义。尽管,关于纳米粒子修饰的3D石墨烯复合材料的制备及其应用研究已取得一定成就,但仍面临几方面的挑战。首先,制备的石墨烯通常涉及交联剂等额外试剂的使用,这会导致复合材料活性位点的减少。其次,制备的3D石墨烯复合材料通常使用高温高压,很少能在常温下获得,这进一步限制了3D石墨烯复合材料的量产。针对以上问题,本论文提出了一种基于层状结构的配位聚合物诱导得到3D石墨烯复合材料的新思路。具体的工作包括以下两方面:首先,通过甲基... 

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 配位聚合物材料
        1.2.1 配位聚合物的进展
        1.2.2 配位聚合物的分类
        1.2.3 配位聚合物的制备方法
    1.3 3D石墨烯基复合材料
        1.3.1 宏观3D石墨烯基复合材料的制备
        1.3.2 微观3D石墨烯基复合材料的制备
        1.3.3 3D石墨烯基复合材料的应用
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 实验内容和方法
    2.1 实验药品及仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 ZnO修饰的石墨烯微球的构筑
        2.2.1 Zn(MAA)_2·H_2O前驱体水溶液的制备
        2.2.2 Zn(MAA)_2分级层状纳米微球的合成
        2.2.3 Zn(MAA)_2 分级层状纳米微球构筑氧化锌负载的三维石墨烯材料.
    2.3 3D Pd/ZnO/石墨烯微球复合材料的制备
        2.3.1 Zn(MAA)_2 分级层状纳米微球的制备
        2.3.2 Pd(II)/Zn(MAA)_2分级层状纳米微球的合成
        2.3.3 3D Pd/ZnO/石墨烯微球的制备
    2.4 材料的催化性能测试
        2.4.1 ZnO/石墨烯微球对罗丹明B溶液(RhB)光催化降解性能测试
        2.4.2 Pd/ZnO/石墨烯微球对罗丹明B溶液(RhB)光催化降解性能测试
        2.4.3 Pd/ZnO/石墨烯微球对对硝基苯酚(4-NP)催化降解性能测试
    2.5 分析测试手段及方法
        2.5.1 傅里叶变换红外光谱
        2.5.2 X射线光电子能谱
        2.5.3 电感耦合等离子体发射光谱
        2.5.4 X射线粉末衍射
        2.5.5 场发射扫描电子显微镜
        2.5.6 场发射透射电子显微镜
        2.5.7 拉曼光谱仪拉曼
        2.5.8 热失重分析
        2.5.9 紫外-可见光谱
第3章 3D ZnO/石墨烯微球的制备与催化性能
    3.1 ZnO/石墨烯分级层状纳米微球的制备
    3.2 Zn(MAA)_2 分级层状纳米微球的结构表征
    3.3 ZnO/石墨烯微球的结构表征及形成机理
        3.3.1 ZnO/石墨烯分级层状纳米微球的结构表征
        3.3.2 ZnO/石墨烯分级层状纳米微球的形成机理探究
    3.4 3D ZnO/石墨烯微球的应用
        3.4.1 3D ZnO/石墨烯微球光催化降解罗丹明B(RhB)表征
        3.4.2 光催化降解机理
    3.5 本章总结
第4章 3D Pd/ZnO/石墨烯微球的制备与催化性能
    4.1 3D Pd/ZnO/石墨烯微球复合材料的制备
    4.2 Pd/ZnO/石墨烯微球复合材料的结构表征
        4.2.1 Zn(MAA)_2和Pd(Ⅱ)/Zn(MAA)_2分级层状纳米微球的表征分析
        4.2.2 3D Pd/ZnO/石墨烯微球的组成与形貌分析
    4.3 3D PD/ZnO/石墨烯微球的催化性能表征
        4.3.1 3D Pd/ZnO/石墨烯微球对4-NP的催化性能研究
        4.3.2 3D Pd/ZnO/石墨烯微球对罗丹明B(RhB)催化降解性能研究
    4.4 本章总结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
硕士论文
[1]双金属配位聚合物的制备及其催化应用[D]. 邵青.哈尔滨工业大学 2016



本文编号：3730994