一、均匀沉淀法制备纳米四氧化三钴微粉(论文文献综述)
韩品宇[1](2021)在《Co系复合材料的制备及其在电化学储能中的应用》文中进行了进一步梳理Li-S电池和Na-S电池因为能量密度高、低成本和优异的循环性能,引起了人们的广泛关注。然而由于两者中间反应产物(Li PSs/Na PSs)缓慢的反应动力学,导致其溶于电解液,从而引发“穿梭”效应;加上S的电子绝缘性,导致严重的容量损失、低S利用率和较差的结构循环稳定性。对于抑制“穿梭”效应,可通过构建中空或者多孔极性复合材料进行有效的物理限域吸附、化学吸附以及化学催化作用提高中间产物的转化效率来实现。而中空/多孔结构可有效缓冲Li+/Na+嵌入/脱出时的体积膨胀,大幅提高电极的循环和倍率性能。相对于Li+,Na+脱嵌动力学缓慢,Na-S电池在室温下工作困难,需降低其工作温度。通过优化材料和组分设计、减小尺寸及其与高导电性基体进行复合,构建丰富的电化学活性位点、加快电荷转移和离子扩散动力学、优化界面工程显着降低Na-S电池的工作温度。因此本文通过构建多孔极性TiO2@CN@Co3O4/S和FCNT@Co3C-Co/S复合材料,研究其Li-S和Na-S电池的电化学储能行为。本论文主要从以下两个方面展开研究:第一,制备多孔TiO2@CN@Co3O4/S复合材料,通过优化结构/组分设计改进其Li-S储能行为。多孔TiO2@CN@Co3O4/S可通过强物理限域吸附、与Li PSs之间的强化学吸附以及分级催化各Li PSs中间产物的转化效率,抑制Li PSs“穿梭效应”。中空结构可有效对抗储能过程中的体积膨胀和收缩,提高电极循环稳定性。极性CN和Co3O4/TiO2可分别促进长链到短链(Li2S4(?)Li2S)和长链到短链S8(?)Li2S4中间产物的转化,抑制Li PSs“穿梭效应”。CN可提高电极材料的导电性,提高Li-S电池的容量和倍率性能。TiO2@CN@Co3O4/S在0.2C电流密度下,表现出高比容量1196 m Ah g-1,在5C下仍释放高达711 m Ah g-1的容量,在2C下经1000次循环,每次循环仅衰减0.037%。即使在贫电解液条件下(E/S为5 m Lg-1)和高硫负载量(10mg cm-2)的工作条件下,电池仍能正常运转。第二,制备FCNT@Co3C-Co复合材料,考察其在常温下的Na-S储能行为。多孔FCNT@Co3C-Co可将Na PSs包裹在三维多孔结构中,对Na PSs具有优异的物理限域吸附作用,同时强极性FCNT、Co3C和Co与Na PSs之间有强化学键合作用,能够高效催化转化Na PSs,赋予Na-S电池室温下优异的电化学性能。柔性三维多孔框架可高效缓冲储能过程中的体积膨胀,缩短Na+传输距离,提高Na+扩散动力学,赋予FCNT@Co3C-Co/S优异的结构稳健性。FCNT@Co3C-Co/S正极材料在在0.1C时表现出1364 m Ahg-1的高放电容量,即使在贫电解液条件下(E/S为5 m Lg-1)和8.6 mg cm-2高硫负载条件下,在2 C下经过500次循环后,库仑效率仍高于75%。此工作为设计室温下高性能Na-S电池提供有效的技术和理论指导。
雷娟[2](2021)在《Co-MOF为前驱体制备的钴基金属氧化物及其甲苯催化氧化性能研究》文中指出挥发性有机污染物(VOCs)在氧化性较强环境下能参与大气光化学反应,作为臭氧和细颗粒物(PM2.5)的重要前驱体,严重威胁及损害着环境和人体健康,并对我国经济发展存在潜在危害。随着工业化的进一步发展及人类对美好生活的向往,VOCs的治理势在必行。甲苯是一种典型的高毒性苯环类VOCs,具有很强的光化学反应活性和很高的臭氧生成潜势,因此常作为VOCs治理的目标污染物。众多治理方法中,催化氧化具有低温高效、环境友好等优势因而在国内外都具有非常高的市场占有率。该技术的关键在于研发具有低温高效、高温稳定且绿色廉价的催化剂。贵金属催化剂由于其高昂的价格限制了其大规模工业应用。在廉价易得的非贵金属催化剂中,钴基金属氧化物是催化氧化甲苯最有效的氧化物之一,Co3O4催化剂催化氧化甲苯的活性与其孔隙结构、活性位点和低温还原性能等物理化学特性息息相关,而传统的制备方法如水热法、沉淀法等难以实现对Co3O4催化剂孔结构等理化特性的有效调控,且水热法中常常需要加入模板在后期难以去除。基于此,本文选用钴基MOF为前驱体,利用MOF衍生物的多样性和可调变性等特点,通过对Co-MOF形貌和组成的选择及焙烧条件的控制实现对Co3O4催化剂孔结构等物理化学特性的有效调控,并选择其中性能最佳的一种MOF前驱体进行掺杂改性,制备钴基复合金属氧化物用于甲苯催化氧化,借助各种表征技术手段探索了催化剂的理化特性和甲苯催化性能之间的构效关系及甲苯催化氧化机理。研究得出的主要结论如下:(1)通过选取廉价易制得的ZIF-67、MOF-74和ZSA-1三种不同形貌和组成的Co-MOF为前驱体,分别在350°C下焙烧成功制备了三种Co-M OF衍生的M-Co3O4催化剂。母体Co-MOF的形貌和C、N和O的含量,对其衍生的Co3O4催化剂的比表面积及孔径分布等孔结构,Co3+/Co2+、Oads/Olatt、和低温还原性能等物理化学特性均有重要影响。各催化剂对甲苯的催化性能大小顺序为:ZSA-1-Co3O4-350(母体为正八面体,N-O-配体)>MOF-74-Co3O4-350(母体为棒状,O-配体)>ZIF-67-Co3O4-350(母体为十二面体,N-配体),这主要是因为ZSA-1-Co3O4-350有较大的比表面积,丰富的Co3+及表面吸附氧(Oads)和较强的低温还原性能等。(2)通过对ZSA-1煅烧过程中的升温速率、焙烧温度和焙烧时长等条件的调控,成功合成了一系列具有不同孔隙结构、晶粒大小、比表面积、低温还原性能及Co3+/Co2+、Oads/Olatt等特性的Co3O4催化剂。其中升温速率为1°C/min,在350°C煅烧1 h生成的ZSA-1-Co3O4-350表面有{110}晶面暴露,具有最高的Co3+/Co2+、Oads/Olatt和比表面积,从而在甲苯催化活性评价中表现出优异的催化活性和稳定性,在232和239°C时可达到甲苯50%和90%的降解率。利用原位红外光谱技术追踪了ZSA-1-Co3O4-350在不同温度下对甲苯的催化氧化情况,结果表明,甲苯和氧气首先吸附在催化剂表面上,随着反应温度的升高其降解路径依次为:甲苯→苯甲醇→苯甲酸→顺丁烯二酸盐类物质→短链醛酮类物质→二氧化碳和水。(3)分别将ZSA-1浸泡在50%Mn(NO3)2水溶液和无水乙醇形成的不同比例的混合溶液中,在350°C下焙烧成功获得了一系列不同Co/Mn摩尔比的钴基复合金属氧化物催化剂M-CoaMnbOx。甲苯催化氧化活性评价显示M-CoaMnbOx的催化活性均高于未掺杂前的M-Co3O4,说明Mn的掺杂对甲苯催化活性起到了积极的推动作用。三种催化剂表面均暴露有{110}晶面,其中,初始Co:Mn为1:1的M-Co1Mn1Ox由于具有最高的Co3+/Co2+、Mn3+/Mn4+和Oads/Olatt及更丰富的晶格缺陷和低温还原性能等,而在甲苯催化活性评价中表现出最佳性能,T90%为227°C。原位红外光谱显示,随着温度的升高,吸附在M-Co1Mn1Ox表面的甲苯和氧气逐步被降解为:苯甲醛、苯甲酸、酸酐、顺丁烯二酸盐类物质,最终生成二氧化碳和水。(4)分别利用一定浓度的Cu、Mn、Fe和Ni的硝酸盐乙醇溶液浸渍一定量ZSA-1,在350°C下焙烧成功制备了一系列不同金属掺杂的钴基复合金属氧化物催化剂。四种催化剂的物理化学特性和甲苯催化活性各不相同。Cu和Mn的掺杂使催化剂的理化特性和催化活性均提升,而Fe和Ni的掺杂并未对催化剂的理化特性和催化活性起到积极作用。其中M-Co1Cu1Ox具有最高的Co3+/Co2+、Oads/Olatt、Cu2+和优异的低温还原性能,因此其甲苯催化活性最高,T90%和T100%(甲苯降解率达到90和100%所需温度)分别为208和215°C,分别比未掺杂样品M-Co3O4对应的温度低31和30°C,性能十分突出。原位红外光谱追踪显示,甲苯在M-Co1Cu1Ox表面降解的主要中间产物有苯甲醛、苯甲酸、苯酚和顺丁烯二酸盐类物质,降解机理符合L angmuir-Hinshelwood(L-H)模型。
罗楠楠[3](2021)在《Co3O4@M(M=Pt,Ag)异质结纳米材料的制备与应用》文中研究说明四氧化三钴(Co3O4)是一种过渡金属氧化物,具有典型的尖晶石型结构,在Co3O4结构中,Co2+和Co3+分别是四面体配位、八面体配位。P型半导体材料Co3O4具有约2.07eV的窄带隙,对可见光有响应,在Co3O4结构中Co(Ⅱ)与Co(Ⅲ)之间的电子转换以及其本身具有的氧化还原性能,常被用作催化剂及催化剂的载体。当贵金属颗粒负载在Co3O4载体表面时,容易发生团聚、分散不均匀,进而导致贵金属颗粒尺寸变大、减弱贵金属颗粒与Co3O4载体之间的相互作用,从而影响催化剂的催化活性和循环稳定性。因此,为了解决这一难题,通过对新制备的Co3O4进行表面改性,提高了Co3O4纳米材料的催化活性和循环稳定性,拓宽其应用范围。本论文利用表面氧化还原法和浸渍还原法分别合成四氧化三钴@金属(Co3O4@M)异质结纳米材料,并分别研究了甲醛在室温下的催化氧化反应、光催化降解四环素(TC)和孔雀石绿(MG)。本论文的研究内容如下:1、通过水热煅烧法合成Co3O4纳米棒,溶剂热法合成Co3O4纳米球。利用表面氧化还原法和浸渍还原法制备了Co3O4@Pt异质结纳米材料,将制备的Co3O4@Pt纳米棒和纳米球应用于甲醛在室温下的催化氧化反应。实验测试结果显示,Co3O4纳米材料的形貌、Pt的负载量等条件都是去除甲醛的关键因素,表面氧化还原法合成的0.8 wt%Co3O4@Pt纳米棒异质结材料(负载量为理论值)催化活性最佳,50 min内,甲醛完全去除。2、以水热煅烧法合成Co3O4纳米棒,利用表面氧化还原法和浸渍还原法合成Co3O4@Ag纳米棒异质结纳米材料,在350W氙灯和250W紫外灯的照射条件下,用制备的Co3O4@Ag对TC和MG进行光催化降解。实验测试结果显示,污染物初始浓度、催化剂的投加量、Ag的负载量、pH值、H2O2等对光催化降解效率均有影响;并采取自由基捕获实验法对Co3O4@Ag进行活性物种检测实验,实验测试结果表明,光催化降解TC和MG的主要活性物质为超氧自由基(·O2-)、空穴(h+)、羟基自由基(·OH)。其中,在氙灯和紫外灯照射条件下,表面氧化还原法合成的3 wt%Co3O4@Ag纳米棒异质结材料(负载量为理论值)催化活性最佳,且紫外灯下的催化效果优于氙灯下的催化效果。在紫外灯照射条件下,90min时,TC降解率达到67%;120 min时,MG降解率达到100%。综上所述,利用表面氧化还原法制备的Co3O4@M异质结纳米材料在室温下甲醛还原法制备的Co3O4@Pt和Co3O4@Ag异质结应用于甲醛的催化氧化和光催化降解可能是一种很有前途的催化剂。
孙明琪[4](2020)在《金刚石颗粒/树脂基复合材料的制备与导热性能研究》文中进行了进一步梳理不断微型化、密集化、高频化、功能化的电子元器件使得电子设备中热点和冗余热已严重影响其内部器件的寿命和可靠性。2016年《自然》指出:由于散热问题无法解决,“Moore定律”即将消失。为保证电子设备快速地持续发展,电子设备的有效热管理已成为该领域中亟待解决的重要问题,其中电子封装材料的开发成为实现有效热管理中的重要一环。基于应用的考量,高分子基复合材料由于兼顾轻量化、绝缘性、抗冲击性、易加工、可设计等优点,在电子封装中备受关注。目前,限制高分子基复合材料导热性能的关键科学问题包括:聚合物本征热导率低、界面热阻的精确控制以及微观结构的有效调控。如何基于这三个关键科学问题,突破高分子本征热导率低的限制,同时实现其热导率的有效调控以满足实际需求,成为高分子封装材料研究中最重要的目标。单晶金刚石由于具有极高热导率、良好的绝缘性和较为低廉的价格,是一种有潜力的高分子封装材料的填充体。因此,本文选择单晶金刚石/高分子基复合材料为研究体系,针对微观结构调控这个关键科学问题,提出三种不同的金刚石微观分布状态,选择合理的制备方法,实现一维定向排布结构、层状平行分布结构和三维通道结构的构筑,以及复合材料的导热性能、电学性能的研究,为金刚石/高分子基复合材料的多尺度结构设计奠定基础。论文分为如下几个部分:选择外置磁场辅助法以实现金刚石一维定向排布结构构筑的目标,采用化学共沉淀法对金刚石颗粒进行磁性纳米颗粒的负载,解决金刚石对外置磁场不响应的技术问题。结果表明,制备的复合材料中金刚石颗粒沿磁场方向呈现良好的柱状“颗粒束”对齐组装,成功地实现了一维定向排布结构的构筑。通过填充量的调节,研究了柱状“颗粒束”结构的变化规律,同时发现:复合材料的导热性能明显提高,5.1 vol%填充量的磁性定向金刚石/硅凝胶复合材料比随机分布的同体系复合材料高250%,填充量为14 vol%的复合材料的面外方向上的热导率可达1.37W/m K;虽然引入了磁铁矿,复合材料的电阻率仍处在绝缘范围内。以实现金刚石层状平行分布结构的构筑为目标,采用蒸发自组装法预先构筑了金刚石密堆积层,解决了金刚石颗粒层状可调控的技术问题,并通过手糊成型和机械切割解决了金刚石密堆积层沿面外方向平行分布的技术问题。结果表明,成功地实现了金刚石颗粒层状平行分布结构的构筑,具有这种结构的复合材料的导热性能具有明显的各向异性,当金刚石的填充量为24.7 vol%时,层状平行分布结构复合材料的面外热导率为2.0 W/m K,比均匀分布的同体系复合材料提高了335%。以层状平行分布结构的金刚石/硅凝胶复合材料为研究对象,基于ANSYS Workbench软件,采用有限元模拟的方法,通过构建多尺度有限元模型研究了层厚度结构变量对复合材料面外热导率的影响及机理。并且通过制备具有不同金刚石层厚度和填充量的层状平行分布结构复合材料,对模拟结果进行验证。结果表明金刚石层厚度的减小可有效提高层状平行分布结构复合材料的热导率,当金刚石填充量为24.7 vol%时,金刚石层厚度为40μm的层状平行分布结构复合材料的面外热导率可达2.55 W/m K,比均匀分布的金刚石复合材料提高了454%。同时,在Ku波段复合材料的介电常数随金刚石层厚度的减小而增大,但变化幅度较小,其值在3.5之内,其tanδ值小(<0.1),可用于微波电子封装中。选择模板法以实现金刚石三维通道结构构筑的目标,以化学气相沉积的三维石墨烯为模板,采用真空辅助抽滤法,解决了金刚石纳米颗粒三维堆积的技术问题。结果表明,金刚石纳米颗粒沿石墨烯壁密堆积,成功地实现了金刚石颗粒三维通道结构的构筑。具有双通道三维导热网络结构的复合材料的传热性能明显优于均匀分布的同体系复合材料,当金刚石和石墨烯的总填充量为1.97 vol%时,所得到的三维双通道结构复合材料的热导率可达0.279 W/m K,热导率增长效率为74.33%。三维双通道结构复合材料的导电性能没有受到金刚石引入的影响,其电导率为0.256 S/cm。以三维双通道结构金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料为研究对象,采用单轴压缩石墨烯模板的方法来实现金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料中三维双通道结构密度的调节。结果表明,随着三维双通道结构密度的增加,复合材料面内、面外方向热导率及各向异性系数随之升高,伴随而来的是机械性能的下降。
汤春妮[5](2020)在《四氧化三钴的制备及应用研究进展》文中研究表明四氧化三钴具有成本低、资源丰富、稳定性好和催化活性高等优点,应用广泛。介绍了四氧化三钴的基本性质,综述了四氧化三钴的制备方法及其应用研究进展,为四氧化三钴的开发和应用研究提供了参考。
王云[6](2020)在《废旧硬质合金中Co资源的二次利用实验研究》文中指出随着新材料制备技术不断地发展,Co被广泛应用于硬质合金与耐热合金、新能源电池、颜料和磁性材料等,但由于地球上钴矿物资源日益减少并且品位不高,人类迫切希望出现能替代Co资源的金属以及有更优的工艺方法来对废旧Co资源进行回收综合利用。高性能Co3O4适合用于新能源电池正、负极材料以及新型超级电容器材料,大比表面积球形或类球形Co粉将适合制备高性能合金材料。本文实验研究注重于寻求一种更加高效、绿色友好的废旧硬质合金的W、Co的分离工艺,以及通过普通水浴环境和微波-超声波外场辅助环境制备较普通环境下更优的前驱体,通过普通电阻炉和微波马弗炉对中间产物在一定条件下进行分解来制备更高性能的Co3O4,通过在不同温度下还原前驱体制备更细、形貌更好的Co粉。通过X射线衍射仪、电子扫描显微镜、能谱仪、热重/差热(TG-DSC)分析仪、激光粒度测试站、电化学工作站、红外光谱仪等设备进行物理化学方面的表征,找到各方面性能最好的样品以得到不同情况下最优的工艺方法及探究其制备原理。主要结论如下:(1)通过在150℃,加碱系数为1.5,碱煮时间6小时的条件下高温氧化-高压碱浸方法能最有效地对废旧WC-Co类硬质合金进行W、Co元素分离及制备要求浓度的CoCl2溶液或者晶体;(2)在水浴加热环境下,当pH值为4、温度为70℃、加入活性剂的环境下的草酸钴颗粒为直径24nm、长径3040μm的细长均匀的纳米线状,较其他pH值制备的草酸钴分布更加均匀,没有明显出现长短不一、团聚等现象;(3)在微波和超声波的共同作用中,微波由内而外的均匀升温和高频率超声波的空化作用,草酸钴颗粒得到很大程度的细化。当70℃、pH值为4、超声-间隙时间比为9:1的环境时,得到颗粒较细、分散均匀、长径比更大的草酸钴颗粒;(4)通过微波炉进行热分解前驱体而制备的Co3O4可以获得结晶性好、纯度高、粒径小且分布窄的立方晶系的Co3O4,较普通电阻炉具有明显的优点,并且反应温度较低,具有明显节能效果;(5)通过研究nafion/Co3O4/玻碳电极的电化学性能测试结果,Co3O4粉末材料具有优良的法拉第赝电容性能;通过对超声-微波外场制备前驱体还原出的Co粉和一般水浴制备前驱体还原出来的Co粉进行比较研究,结果显示超声-微波外场制备前驱体和还原工艺Co粉形貌大小有明显的细化作用。
胡飞扬[7](2020)在《石墨烯气凝胶及Co3O4的镍基催化剂用于CO2甲烷化》文中认为近些年,人类的生活需求不断提高,伴随着二氧化碳的排放量显着增大,给当下和未来的生活带来了困扰,甚至是灾难。所以将二氧化碳转化为有价值的化学品势在必行,其中甲烷化是最具前景的技术之一。用于甲烷化技术分为贵金属(钌、铑、钯等)以及以镍为代表的过渡金属等两类,贵金属价格高昂,而镍基催化剂价格低廉、活性优异等优点备受关注,在一些工业化的催化剂中更倾向于镍基催化剂。负载型催化剂一直是催化领域研究的重点之一,对于载体的研究从未中断,新型材料的探索和追求物美价廉一直是科学家们的目标。石墨烯类材料一直是新材料的代表,兼具比表面积大和热力学性能好等优点。四氧化三钴是具有特殊电子结构的金属氧化物材料,常作为催化剂载体,但其管状物的研究较少。因此,本文从以下两个方面进行研究。1.用氧化石墨烯(GO)作为前驱体,通过水热法,在高温高压下自组装生成石墨烯气凝胶(GA),即具有大孔结构的三维石墨烯。再将石墨烯气凝胶负载金属镍,制得负载型催化剂。对催化剂进行SEM、TEM和活性测试(CO2加氢制甲烷)等表征,结果证明了石墨烯气凝胶的成功制备,且比石墨烯具有更好的催化活性。2.使用钴盐为前驱体,水热法合成四氧化三钴,目的是生成其管状形貌的结构。通过SEM发现管状结构的四氧化三钴成功合成,并且形貌均一,具有良好的稳定性。然后采用浸渍法负载5%、10%、15%的Ni,制备得催化剂进行二氧化碳加氢的催化反应,结果表明1 0%Ni/Co3O4催化剂的转化率最高,且具有甲烷的高度选择性。而后改进了催化剂制备方法,使用同步法制备了含5%、10%、15%Ni的Ni-Co3O4催化剂,进行了二氧化碳加氢的反应,实验表面10%Ni-Co3O4催化剂对二氧化碳转化率最高,且比负载型催化剂的催化活性要好。
肖俊宇[8](2020)在《四氧化三钴的微纳结构调控及其储锂性能研究》文中进行了进一步梳理随着新型电动汽车和便携式电子设备的快速发展,对高功率、绿色、安全的储能设备的需求越来越大。锂离子电池(LIBs)以其高能量密度和稳定的电化学性能而备受关注,被认为是最具潜力的储能技术之一。目前商用石墨负极的理论容量较低(~372m Ah·g-1),限制了高能量密度LIBs的发展。因此,开发环境友好、高容量、具备优异循环及倍率性能的锂离子电池负极材料势在必行。四氧化三钴(Co3O4)因其理论比容量高(890 m Ah·g-1),丰度高,制备方法简单且化学稳定受到广泛关注。然而,其导电性差和充放电过程中300%的体积变化阻碍了Co3O4负极材料的商业化。研究发现,可通过复合化提升其导电性以及设计微纳结构来缓解其在充放电过程中巨大的体积变化。基于上述改性思路,本论文采用溶剂热法和自组装化学沉淀法制备微纳结构Co3O4,研究其构效关系和储锂性能。论文主要研究成果如下:(1)采用溶剂热法制备微米级立方状钴基前驱体,经过高温煅烧获得以下两种微纳结构立方状四氧化三钴材料:(a)将钴基前驱体置于空气气氛下退火制备多壳层中空四氧化三钴(MS-Co3O4)材料,壳层数量与煅烧温度相关。通过非平衡热处理,由前驱体内外的温度差驱动,有机质在不断氧化分解的过程中层层收缩,得到了多壳层的材料。其中MS-Co3O4-400材料在500 m A·g-1电流密度下循环350圈,其比容量为710 m Ah·g-1;在1000 m A·g-1电流密度下循环500圈能保持510 m Ah·g-1的可逆容量。多壳层的中空结构有利于锂离子在负极材料中的扩散,还能有效缓解材料在充放电过程中的体积膨胀。(b)将钴基前驱体经过氩氢混合气-空气气氛退火制备类石榴状微纳结构碳包覆四氧化三钴(CS-Co3O4@C)复合材料。在还原性气氛中,前驱体中钴离子被高温还原为钴颗粒而有机质碳化包覆在其表面,最后再退火氧化得到了四氧化三钴材料。该材料呈现出类似石榴的结构,碳包覆的四氧化三钴纳米颗粒为“石榴籽”,组合成立方状的微米材料。在200 m A·g-1低电流密度下循环180圈后可保持1040 m Ah·g-1可逆容量,而在1000 m A·g-1电流密度下循环800圈后的可逆容量为693 m Ah·g-1。CS-Co3O4@C材料中的碳网络可提升复合材料的导电性,增强材料的反应动力学。(2)采用自组装化学沉淀法通过调控钴氰化钾配体的浓度制备大长径比的一维纳米线钴基前驱体,经空气中退火制备出10 nm的超细颗粒组成的一维四氧化三钴纳米线(1D-Co3O4),并成功引入氧空位。1D-Co3O4-350电极在200 m A·g-1电流密度下循环70圈后,保持了1491 m Ah·g-1的可逆容量。在2000 m A·g-1大电流密度下循环1000圈后稳定保持704 m Ah·g-1的可逆容量。材料的一维纳米结构提供了电子离子传输通道,有利于增强材料稳定性。氧空位的引入有效提升了材料的表面电容行为,同时构筑内部电场促进了锂离子的扩散,增强了反应动力学,使1D-Co3O4材料拥有稳定的循环性能和倍率性能。
邓智富[9](2020)在《二氧化锰纳米复合材料的制备及其在环境储能中的应用研究》文中研究表明随着现代化的不断推进,能源与环境问题已成为人类社会面临的重大问题。超级电容器由于具有能量密度较高、充放电速率快的特点,已成为目前能源领域的研究热点。此外,空气污染是环境问题中重点关注的问题之一;其中,挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOC)对人体健康具有较大的危害,有效检测并去除VOC气体是当前环境领域的重要课题。金属氧化物由于其独特的物化性质在以上领域都具有极高的应用前景。特别是二氧化锰(Mn O2)材料,由于具有理论比容量高、甲醛去除率较高、低成本等优点,受到研究人员的广泛关注;然而,其导电性差、甲醛去除率相对贵金属仍有不足、颗粒易团聚等缺点极大限制了其广泛应用。围绕这些问题,本论文主要通过制备二氧化锰基纳米复合材料来改善其性能,并对其在超级电容器和去除甲醛中的应用效果进行探讨。针对Mn O2导电性差导致电化学性能差的问题,利用氧化石墨烯和二氧化锰纳米颗粒的静电相互作用,通过自组装制备了具有三维多孔网络结构的二氧化锰/三维石墨烯(Mn O2/3D-RGO)纳米复合材料。通过调控Mn O2的添加量可调节复合材料的微观结构,调控其电化学性能。Mn O2/3D-RGO表现出良好的机械性能,可在不添加导电剂和粘接剂的情况下直接制成超级电容器电极;当氧化石墨烯和二氧化锰质量比为1:2时,Mn O2/3D-RGO具有最佳的电化学性能;在1 A/g电流密度下比容量达到269 F/g,电流密度提升至3 A/g时,比容量为165 F/g。由于多孔网络结构和石墨烯良好的导电性,实现了Mn O2电化学性能的提升。针对Mn O2甲醛去除率不足和易团聚的问题,采用氧化还原共沉淀法在活性炭上原位生长铈铜锰氧化物纳米复合颗粒(Ce Cu Mn Ox/AC)。所制得的铈铜锰氧化物纳米颗粒粒径为50-80 nm,并均匀地分散在活性炭表面。当金属氧化物负载量为20%,氧化铈、氧化铜和二氧化锰的质量比为0.4:4:6时,Ce Cu Mn Ox/AC催化剂表现出极高的甲醛去除率,对2 mg/m3和8 mg/m3的甲醛气体在2小时内的去除率达到98.8%和95.5%,远高于纯Mn O2纳米颗粒(~70%,2 mg/m3),并具有很好的稳定性。通过活性炭和二氧化锰的协调作用与铈铜氧化物的掺杂,实现了二氧化锰甲醛去除率的提高,有利于二氧化锰基催化剂的实际应用。进一步地,由于四氧化三钴(Co3O4)具有较好的气敏性能,选择其作为气敏材料的主体。通过化学共沉淀法制备含锌和钴的沸石类咪唑酯骨架结构材料(ZIF-8/ZIF-67)作为前驱体,通过高温煅烧和伽尔瓦尼置换反应制备了具有丰富多孔结构的氧化锌-氧化锡-四氧化三钴(Zn O-Sn O2-Co3O4)中空纳米立方体。由于其独特的纳米结构,Zn O-Sn O2-Co3O4复合材料展现了良好的气敏性能,当Zn O添加量在5%时,Zn O-Sn O2-Co3O4对丙酮和乙醇气体(100 ppm)的灵敏度分别为6.339和6.494,最佳工作温度为226℃,且灵敏度与丙酮和乙醇气体的浓度有良好的对数关系,有利于丙酮和乙醇气体的实时检测。
刘喆[10](2020)在《高效锰/钴氧化物材料的结构调控与丙烷催化燃烧性能研究》文中研究表明发展高效稳定催化体系一直是环境领域的重点课题,其中围绕挥发性有机物净化的高活性、高稳定性的新型催化剂构建对于缓解大气污染具有重要意义。本文以丙烷完全催化燃烧为模型反应,针对具有多种晶相结构和可变价态的锰氧化物和具有较低Co-O键能的钴氧化物,从催化剂设计制备和结构调控出发,通过改变制备方法、热处理气氛和温度等对材料的物化性质进行调控,制备了具有独特形貌的锰氧化物和MOFs衍生的钴氧化物,在丙烷催化完全氧化反应中表现出优异的催化性能。具体研究内容如下:(1)通过水热法制备了α-MnO2、β-MnO2、γ-MnO2、δ-MnO2,发现δ-MnO2在空气气氛中800℃焙烧后仍表现出良好的丙烷催化氧化性能。进一步将δ-MnO2在空气气氛中300-900℃焙烧后处理,通过采用不同的表征技术探究其升温过程中的物相变化,考察了其对丙烷的催化燃烧性能以及影响催化氧化丙烷性能的原因。结果表明:δ-MnO2从室温升温至900℃的过程中经历了δ-MnO2→λ-MnO2→α-MnO2→α-MnO2+Mn2O3→Mn2O3的物相转变过程。在焙烧温度为400℃时,所得材料(dm400)表现出最佳的催化丙烷性能:在丙烷浓度为1000ppm,GHSV=30000 ml/(gh)的条件下,其T10%和T90%分别为142℃和223℃,且在T=210℃连续反应100 h,丙烷转化率无明显变化。dm400良好催化性能与其α-MnO2隧道结构和三维片花状形貌有关。(2)以CTAB模板剂调控的Zif-67为前驱体,第一步通过5%H2/Ar气氛焙烧(焙烧温度800℃),第二步空气中焙烧(焙烧温度300℃、450℃、600℃、900℃),制备CCC-800H系列催化剂。控制焙烧时的反应温度通过对比得到最佳的焙烧温度,探究影响该催化剂活性的因素。结果表明:CCC-800H-300A催化剂表现出最好的丙烷催化活性,T10%和T90%分别为147℃和230℃,且在220℃保持85%以上的转化率100h。主要归因于较低焙烧温度保持了牺牲前体Zif-67的立方体结构,形成的CNTs限制了Co3O4纳米颗粒长大,并且原位形成的高度分散和稳定的Co3O4促进了催化剂在丙烷燃烧反应中的催化性能。(3)通过水热法制备Zif-67@SiO2前驱体,第一步通过5%H2/Ar气氛焙烧(焙烧温度600℃),第二步空气中焙烧(焙烧温度300℃、450℃、600℃、900℃),制备CS-600H系列催化剂。控制焙烧时的反应温度通过对比得到最佳的焙烧温度。在催化燃烧丙烷活性评价中,CS-600H-300A表现出最好的催化活性,T10%和T90%分别为143℃和215℃,并且在210℃保持70%以上的转化率60h无明显衰减。主要归因于其高比表面积、独特的核壳结构,以及表面高活性的团簇的小颗粒Co3O4。
二、均匀沉淀法制备纳米四氧化三钴微粉(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、均匀沉淀法制备纳米四氧化三钴微粉(论文提纲范文)
(1)Co系复合材料的制备及其在电化学储能中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 文献综述 |
1.1 引言 |
1.2 锂离子、钠离子电池简述 |
1.2.1 锂离子、钠离子电池的发展过程 |
1.2.2 锂离子、钠离子电池的工作原理 |
1.2.3 锂离子、钠离子电池的特点 |
1.2.4 锂离子、钠离子电池存在的问题 |
1.3 锂硫、钠硫电池简述 |
1.3.1 锂硫、钠硫电池的发展过程 |
1.3.2 锂硫、钠硫电池的工作原理 |
1.3.3 锂硫、钠硫电池的特点 |
1.3.4 锂硫、钠硫电池存在的问题 |
1.3.5 改进锂硫、钠硫电池的途径 |
1.4 Co_3O_4纳米材料 |
1.4.1 Co_3O_4纳米材料的概述 |
1.4.2 Co_3O_4纳米材料的合成方法 |
1.4.3 Co_3O_4纳米材料的优点 |
1.4.4 Co_3O_4纳米材料的问题 |
1.4.5 Co_3O_4纳米材料的改进方案 |
1.5 课题研究意义及内容 |
2 核层TiO_2@CN@Co_3O_4/S正极材料的制备及其在锂硫电池中的应用 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂与仪器 |
2.2.2 材料的合成过程 |
2.2.3 结构与表征 |
2.2.4 锂硫电池的组装 |
2.3 实验结果与讨论 |
2.3.1 材料的表征 |
2.3.2 材料的电化学性能测试 |
2.4 本章小结 |
3 FCNT@Co_3C-Co/S正极材料的制备及其在钠硫电池中的应用 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂与仪器 |
3.2.2 材料的合成过程 |
3.2.3 结构与表征 |
3.2.4 电化学性能测试 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 材料的表征 |
3.3.2 材料的电化学性能测试 |
3.4 本章小结 |
4 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
(2)Co-MOF为前驱体制备的钴基金属氧化物及其甲苯催化氧化性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 甲苯的治理技术 |
1.2.1 物理处理技术 |
1.2.2 生物降解技术 |
1.2.3 化学降解技术 |
1.3 甲苯催化氧化催化剂的研究现状 |
1.3.1 贵金属催化剂 |
1.3.2 非贵金属催化剂 |
1.3.3 四氧化三钴催化剂 |
1.4 MOF衍生物催化氧化甲苯的研究现状 |
1.4.1 MOF衍生物在催化领域研究概述 |
1.4.2 MOF衍生物在甲苯催化领域的应用 |
1.4.3 MOF-Co_3O_4催化剂在甲苯催化领域的应用 |
1.5 甲苯催化氧化反应机理 |
1.5.1 Marse-van Krevelen(MVK)模型 |
1.5.2 Langmuir-Hinshelwood(L-H)模型 |
1.5.3 Eley-Rideal(E-R)模型 |
1.6 本课题选题依据与研究内容 |
1.6.1 本课题选题依据 |
1.6.2 本课题研究内容 |
第二章 实验方法和内容 |
2.1 实验药品及仪器 |
2.1.1 化学试剂 |
2.1.2 实验气体 |
2.1.3 实验仪器 |
2.2 材料表征方法 |
2.2.1 X射线粉末衍射(XRD) |
2.2.2 扫描电子显微镜(SEM) |
2.2.3 高倍透射电子显微镜(HRTEM) |
2.2.4 氮气吸脱附表征(N_2-adsorption/desorption) |
2.2.5 拉曼光谱表征(Raman) |
2.2.6 X射线光电子能谱(XPS) |
2.2.7 H_2-程序升温还原(H_2-TPR) |
2.2.8 元素碳、氢、氮测试(Elemental analysis of C、H、N) |
2.2.9 傅里叶原位红外光谱法(DRIFTS) |
2.3 催化剂的制备 |
2.3.1 Co-MOF的合成 |
2.3.2 四氧化三钴催化剂制备 |
2.3.3 钴基复合金属氧化物催化剂制备 |
2.4 催化剂性能研究 |
2.4.1 催化剂活性评价 |
2.4.2 催化剂稳定性测试 |
2.4.3 分析和计算方法 |
第三章 不同形貌和组成的Co-MOF为前驱体制备Co_3O_4催化剂用于甲苯催化氧化 |
3.1 引言 |
3.2 实验内容 |
3.2.1 Co-MOF的合成 |
3.2.2 四氧化三钴催化剂的制备 |
3.2.3 样品表征 |
3.2.4 催化剂活性评价 |
3.2.5 催化剂稳定性测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 结构分析 |
3.3.2 催化剂表面成分和还原性能 |
3.3.3 催化活性对比研究 |
3.3.4 催化剂稳定性对比研究 |
3.4 本章小结 |
第四章 焙烧条件对ZSA-1 为前驱体制备Co_3O_4催化剂催化氧化甲苯的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验内容 |
4.2.1 四氧化三钴催化剂的制备 |
4.2.2 样品表征 |
4.2.3 催化剂活性评价 |
4.2.4 催化剂稳定性测试 |
4.2.5 催化剂降解甲苯的机理研究 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 结构分析 |
4.3.2 催化剂表面成分和还原性能 |
4.3.3 催化活性测试 |
4.3.4 催化剂稳定性测试 |
4.3.5 ZSA-1-Co_3O_4-350 催化氧化甲苯的机理研究 |
4.4 本章小结 |
第五章 Mn掺杂制备钴基复合金属氧化物用于甲苯催化氧化 |
5.1 引言 |
5.2 实验内容 |
5.2.1 钴基复合金属氧化物的制备 |
5.2.2 样品表征 |
5.2.3 催化剂活性评价 |
5.2.4 催化剂稳定性测试 |
5.2.5 催化剂催化氧化甲苯的机理研究 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 结构分析 |
5.3.2 催化剂表面成分和还原性能 |
5.3.3 催化活性对比研究 |
5.3.4 催化剂稳定性研究 |
5.3.5 催化剂催化氧化甲苯的机理研究 |
5.4 本章小结 |
第六章 不同金属掺杂ZSA-1 制备钴基复合金属氧化物用于甲苯催化氧化 |
6.1 引言 |
6.2 实验内容 |
6.2.1 钴基复合金属氧化物的制备 |
6.2.2 样品表征 |
6.2.3 催化剂活性评价 |
6.2.4 催化剂稳定性测试 |
6.2.5 催化剂催化氧化甲苯的机理研究 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 结构分析 |
6.3.2 催化剂表面成分和还原性能 |
6.3.3 催化活性对比研究 |
6.3.4 催化剂稳定性研究 |
6.3.5 催化剂 M-Co_1Cu_1O_x 催化氧化甲苯的机理研究 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论、创新与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新 |
7.3 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(3)Co3O4@M(M=Pt,Ag)异质结纳米材料的制备与应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 四氧化三钴纳米材料简介 |
1.2.1 四氧化三钴纳米材料的基本性质 |
1.3 四氧化三钴纳米材料的合成 |
1.3.1 超声波喷雾热解法 |
1.3.2 共沉淀法 |
1.3.3 化学气相沉积法 |
1.3.4 溶胶-凝胶法 |
1.3.5 水热法 |
1.3.6 水热煅烧法 |
1.3.7 溶剂热法 |
1.4 四氧化三钴纳米材料的改性 |
1.4.1 改善四氧化三钴纳米材料的形貌 |
1.4.2 掺杂 |
1.4.3 半导体异质结 |
1.4.4 负载贵金属 |
1.5 四氧化三钴纳米材料的应用 |
1.6 选题意义及研究内容 |
第二章 Co_3O_4@Pt异质结纳米材料的合成及室温甲醛催化氧化的应用研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 化学试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.3 样品合成 |
2.3.1 四氧化三钴纳米棒、纳米球的制备 |
2.3.2 表面氧化还原法制备Co_3O_4@Pt异质结纳米材料 |
2.3.3 浸渍还原法制备Co_3O_4@Pt异质结纳米材料 |
2.4 甲醛催化氧化的反应机理研究 |
2.5 甲醛催化氧化活性测试 |
2.6 样品的测试与表征 |
2.6.1 X射线粉末衍射仪(XRD) |
2.6.2 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES) |
2.6.3 透射电子显微镜表征(TEM、HRTEM) |
2.6.4 扫描电子显微镜(SEM) |
2.6.5 傅里叶变换红外光谱(FT-IR) |
2.6.6 X射线光电子能谱分析(XPS) |
2.6.7 比表面积(BET) |
2.7 HCHO去除性能 |
2.7.1 Pt的负载量对甲醛催化氧化反应速率的影响 |
2.7.2 催化剂的循环稳定性测试 |
2.8 本章小结 |
第三章 Co_3O_4@Ag异质结纳米材料的合成及光催化降解的应用研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 化学试剂 |
3.2.2 实验仪器 |
3.3 样品合成 |
3.3.1 水热煅烧法合成四氧化三钴纳米棒 |
3.3.2 表面氧化还原法制备Co_3O_4@Ag异质结纳米材料 |
3.3.3 浸渍还原法制备Co_3O_4@Ag异质结纳米材料 |
3.4 光催化降解实验 |
3.5 活性物种检测实验 |
3.6 样品的测试与表征 |
3.6.1 X射线粉末衍射仪(XRD) |
3.6.2 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES) |
3.6.3 透射电子显微镜表征(TEM) |
3.6.4 扫描电子显微镜(SEM) |
3.6.5 X射线光电子能谱分析(XPS) |
3.7 光催化降解测试结果与讨论 |
3.7.1 350W氙灯光催化降解四环素(TC) |
3.7.2 250W紫外灯光催化降解四环素(TC) |
3.7.3 350W氙灯光催化降解孔雀石绿(MG) |
3.7.4 250W紫外灯光催化降解孔雀石绿(MG) |
3.7.5 Co_3O_4@Ag光催化降解TC与 MG的机理研究 |
3.8 本章小结 |
第四章 结论与展望 |
4.1 结论 |
4.2 展望 |
参考文献 |
硕士期间发表的学术论着 |
致谢 |
(4)金刚石颗粒/树脂基复合材料的制备与导热性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 高分子基复合材料热导率的影响因素 |
1.2.1 树脂基复合材料导热机理 |
1.2.2 高分子基体热导率的影响 |
1.2.3 填充体性质的影响 |
1.2.4 填料与基体界面的影响 |
1.2.5 填充体的分散状态 |
1.3 复合材料中导热通路的构筑方法 |
1.3.1 一维定向导热链结构复合材料的制备方法 |
1.3.2 二维定向导热链结构复合材料的制备方法 |
1.3.3 三维导热网络结构复合材料的制备方法 |
1.4 金刚石/树脂基导热复合材料的研究进展 |
1.4.1 金刚石微粉的概述 |
1.4.2 金刚石对树脂基复合材料导热性能的增强效果现状 |
1.5 本文主要研究内容 |
第2章 实验材料与研究方法 |
2.1 引言 |
2.2 实验所用材料及化学试剂 |
2.3 材料的形貌表征方法 |
2.4 材料的组成与结构表征方法 |
2.5 金刚石颗粒及其复合材料的性能测试 |
第3章 金刚石/树脂基复合材料的结构设计及导热模型 |
3.1 引言 |
3.2 经典导热模型 |
3.3 一维定向结构复合材料的结构设计和导热模型 |
3.3.1 一维定向金刚石/硅凝胶复合材料的经典模型计算结果 |
3.3.2 二阶导热模型的建立 |
3.4 层状平行分布结构复合材料的结构设计和导热模型 |
3.5 三维双通道结构复合材料的结构设计和导热模型 |
3.6 本章小结 |
第4章 磁性驱动一维定向结构金刚石/硅凝胶复合材料的制备及性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 磁性定向金刚石/硅凝胶复合材料的制备 |
4.3 金刚石表面磁性材料的负载 |
4.3.1 磁性负载金刚石颗粒的形貌分析 |
4.3.2 磁性负载金刚石颗粒的化学态分析 |
4.3.3 磁性负载金刚石颗粒的物相分析 |
4.3.4 磁性负载金刚石颗粒的磁性能分析 |
4.4 磁性定向金刚石/硅凝胶复合材料结构及性能 |
4.4.1 磁性定向金刚石/硅凝胶复合材料形貌 |
4.4.2 磁性定向金刚石/硅凝胶复合材料的导热性能 |
4.4.3 磁性定向金刚石/硅凝胶复合材料的电阻率特性 |
4.4.4 金刚石磁性定向机理 |
4.5 磁性定向金刚石/硅凝胶复合材料的导热模型验证 |
4.5.1 基于经典模型的计算结果 |
4.5.2 基于二阶导热模型的计算结果 |
4.6 本章小结 |
第5章 层状平行分布结构金刚石/硅凝胶复合材料的制备及性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 层状平行分布结构金刚石/硅凝胶复合材料的制备 |
5.3 层状平行分布结构对复合材料的性能影响 |
5.3.1 层状平行分布结构对复合材料的形貌影响 |
5.3.2 层状平行分布结构对复合材料热稳定性的影响 |
5.3.3 层状平行分布结构对复合材料导热性能的影响 |
5.3.4 层状平行分布结构对复合材料介电性能的影响 |
5.3.5 层状平行分布结构对复合材料压缩性能的影响 |
5.4 层状平行分布结构复合材料的导热模型验证 |
5.4.1 基于经典导热模型的计算结果 |
5.4.2 基于二阶导热模型的计算结果 |
5.5 不同层状平行分布结构复合材料的导热性能预测 |
5.5.1 层状平行分布结构复合材料几何模型的建立 |
5.5.2 基本假设和边界条件 |
5.5.3 层状平行分布结构复合材料的有限元模拟结果 |
5.6 不同的层状平行分布结构对复合材料性能的影响 |
5.6.1 不同的层状平行分布结构对复合材料形貌的影响 |
5.6.2 不同的层状平行分布结构对复合材料热稳定性的影响 |
5.6.3 不同的层状平行分布结构对复合材料导热性能的影响 |
5.6.4 不同的层状平行分布结构对复合材料介电性能的影响 |
5.7 本章小结 |
第6章 三维双通道结构金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 三维双通道结构金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料的制备 |
6.3 纳米金刚石和石墨烯的表征 |
6.3.1 纳米金刚石和石墨烯的表面形貌 |
6.3.2 纳米金刚石和石墨烯的成分分析 |
6.4 金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料结构及性能分析 |
6.4.1 金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料形貌及成分分析 |
6.4.2 金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料的导热性能 |
6.4.3 金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料的电导率特性 |
6.4.4 金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料的拉伸性能 |
6.4.5 金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料的有限元模拟 |
6.5 三维双通道结构密度的调节 |
6.5.1 不同密度的三维双通道结构对复合材料形貌及成分的影响 |
6.5.2 不同密度的三维双通道结构对复合材料导热性能的影响 |
6.5.3 不同密度的三维双通道结构对复合材料电导率特性的影响 |
6.5.4 不同密度的三维双通道结构对复合材料拉伸性能的影响 |
6.5.5 三维双通道结构复合材料的导热模型验证 |
6.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(5)四氧化三钴的制备及应用研究进展(论文提纲范文)
1 四氧化三钴的基本性质 |
2 四氧化三钴的制备方法 |
2.1 固相法 |
2.2 气相法 |
2.2.1 化学气相沉淀法 |
2.2.2 喷雾热分解法 |
2.3 液相法 |
2.3.1 化学沉淀法 |
2.3.2 水热法 |
2.3.3 溶剂热法 |
2.3.4 溶胶-凝胶法 |
2.3.5 微乳液法 |
2.3.6 电沉积法 |
2.3.7 还原氧化法 |
2.4 组合法 |
2.4.1 硬模板法 |
2.4.2 软模板法 |
2.4.3 接枝/改性-热分解法 |
3 四氧化三钴的应用 |
3.1 超级电容器 |
3.2 锂离子电池 |
3.3 催化剂 |
3.4 光电催化剂 |
3.5 气体传感器 |
3.6 其它应用 |
4 结语 |
(6)废旧硬质合金中Co资源的二次利用实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 钴资源现状 |
1.1.1 国内外钴矿资源分布状况 |
1.1.2 钴资源利用及其现状 |
1.1.3 废旧硬质合金综合利用研究现状 |
1.2 Co_3O_4的性质及其应用 |
1.2.1 Co_3O_4的物理化学性质 |
1.2.2 Co_3O_4材料的主要应用 |
1.3 Co_3O_4制备的研究进展 |
1.3.1 水热-热分解法 |
1.3.2 溶胶-凝胶反应法 |
1.3.3 微乳液法 |
1.3.4 模板法 |
1.3.5 固相法 |
1.3.6 均匀液相沉淀法 |
1.4 微波和超声波 |
1.4.1 微波的特征 |
1.4.2 微波在材料化学方面的应用 |
1.4.3 超声波的特征 |
1.4.4 超声波波在材料化学方面的应用 |
1.5 研究目的、意义和内容 |
1.5.1 研究目的和意义 |
1.5.2 研究内容 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验试剂 |
2.2 实验设备 |
2.3 实验表征仪器与原理 |
2.3.1 扫描电子显微镜(SEM) |
2.3.2 能谱仪(EDS) |
2.3.3 X射线衍射(XRD) |
2.3.4 热重/差热(TG-DSC)分析 |
2.3.5 激光粒度测试 |
2.3.6 电化学性能测试 |
2.3.7 红外光谱分析 |
2.4 实验流程和步骤 |
第三章 硬质合金中Co的提取分离及Co_3O_4前驱体的制备工艺研究 |
3.1 前言 |
3.2 实验原理和方法 |
3.3 废旧硬质合金氧化料的浸出讨论 |
3.4 普通水浴环境制备Co_3O_4前驱体的制备结果和讨论 |
3.4.1 沉淀剂对制备Co_3O_4前驱体的影响 |
3.4.2 pH值对制备Co_3O_4前驱体的影响 |
3.4.3 温度对制备Co_3O_4前驱体的影响 |
3.4.4 C_2O_4~(2-):Co~(2+)对制备Co_3O_4 前驱体的影响 |
3.4.5 NH_4~+对制备Co_3O_4前驱体的影响 |
3.4.6 表面活性剂对制备Co_3O_4前驱体的影响 |
3.5 超声波-微波协同外场制备Co_3O_4前驱体结果和讨论 |
3.5.1 微波外场制备Co_3O_4前驱体 |
3.5.2 反应温度对协同外场辅助制备Co_3O_4前驱体的影响 |
3.5.3 超声-间隙组合方式对协同外场辅助制备Co_3O_4前驱体的影响 |
3.5.4 pH值对协同外场辅助制备Co_3O_4前驱体的影响 |
3.6 微波-超声协同外场对制备Co_3O_4前驱体的影响探讨 |
3.7 本章小结 |
第四章 前驱体的热分解及其还原实验研究 |
4.1 前言 |
4.2 实验原理和方法 |
4.3 电阻炉热分解制备Co_3O_4及其性能研究 |
4.3.1 温度对电阻炉热分解制备Co_3O_4的影响 |
4.3.2 保温时间对普通电阻炉热分解制备Co_3O_4的影响 |
4.4 微波炉热分解制备Co_3O_4及其性能研究 |
4.4.1 温度对微波炉热分解制备Co_3O_4的影响 |
4.4.2 保温时间对微波炉热分解制备Co_3O_4的影响 |
4.5 微波热分解产物Co_3O_4的电化学性能研究 |
4.5.1 电化学测试实验 |
4.5.2 Co_3O_4电化学测试结果与讨论 |
4.6 前驱体还原钴粉及其相互关系研究 |
4.6.1 前驱体制备工艺对还原钴粉形貌影响及工艺研究 |
4.7 小节 |
第五章 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间的研究成果 |
(7)石墨烯气凝胶及Co3O4的镍基催化剂用于CO2甲烷化(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 石墨烯气凝胶的概述 |
1.2.1 石墨烯气凝胶的结构 |
1.2.2 石墨烯气凝胶的制备方法 |
1.2.2.1 交联自组装法 |
1.2.2.2 模板法 |
1.2.2.3 水热法 |
1.2.2.4 化学还原法 |
1.2.3 石墨烯气凝胶的应用 |
1.2.3.1 能量存储 |
1.2.3.2 环保吸附 |
1.2.3.3 催化 |
1.3 四氧化三钴的介绍 |
1.3.1 四氧化三钴的结构和性质 |
1.3.2 四氧化三钴的形貌 |
1.3.2.1 四氧化三钴纳米颗粒 |
1.3.2.2 四氧化三钴管、棒结构 |
1.3.2.3 有序大孔、介孔四氧化三钴 |
1.3.3 四氧化三钴的合成方法 |
1.3.3.1 水热法 |
1.3.3.2 沉淀合成法 |
1.3.3.3 模板法 |
1.3.4 四氧化三钴的应用 |
1.4 二氧化碳甲烷化的概述 |
1.5 镍基催化剂的概述 |
1.6 本文的研究思路及内容 |
第2章 实验方法与表征 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验仪器 |
2.3 催化剂活性测定 |
2.4 催化剂表征 |
2.4.1 X射线衍射(XRD)测试 |
2.4.2 BET测试 |
2.4.3 H2-TPR |
2.4.4 热重(TG)测试 |
2.4.5 拉曼(Raman)测试 |
2.4.6 扫描电子显微镜(SEM) |
2.4.7 透射电子显微镜(TEM) |
2.4.8 X射线荧光光谱分析(XRF) |
第3章 石墨烯气凝胶用于二氧化碳甲烷化 |
3.1 催化剂的制备 |
3.1.1 氧化石墨烯(GO)的合成 |
3.1.2 石墨烯气凝胶(GA)的合成 |
3.1.3 催化剂的合成 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 XRD表征 |
3.2.2 H_2-TPR测试 |
3.2.3 Raman测试 |
3.2.4 比表面积及X射线荧光分析测试 |
3.2.5 扫描电镜分析(SEM) |
3.2.6 透射电镜分析(TEM) |
3.2.7 活性测试 |
3.3 本章总结 |
第4章 四氧化三钻负载镍用于二氧化碳甲烷化 |
4.1 四氧化三钴管的合成 |
4.2 Co_3O_4管负载Ni (Ni/Co_3O_4)催化剂的合成 |
4.3 同步法合成Co_3O_4管Ni基(Ni-Co_3O_4)催化剂 |
4.4 Ni/Co_3O_4催化剂结果与讨论 |
4.4.1 Co_3O_4的扫描电镜分析 |
4.4.2 Co_3O_4的XRD测试 |
4.4.3 Ni/ Co_3O_4的XRD测试 |
4.4.4 Ni/ Co_3O_4的FTIR测试 |
4.4.5 Ni/ Co_3O_4的H_2-TPR测试 |
4.4.6 Ni/ Co_3O_4的扫描电镜(SEM) |
4.4.7 Ni/ Co_3O_4的活性及稳定性测试 |
4.5 Ni-Co_3O_4催化剂的结果与讨论 |
4.5.1 Ni-Co_3O_4催化剂的XRD测试 |
4.5.2 Ni-Co_3O_4催化剂的SEM分析 |
4.5.3 Ni-Co_3O_4催化剂的Raman分析 |
4.5.4 Ni-Co_3O_4催化剂的热重分析 |
4.5.5 催化剂的比表面积测试 |
4.5.6 Ni-Co_3O_4催化剂H_2-TPR测试 |
4.5.7 Ni-Co_3O_4催化剂的活性和稳定性 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(8)四氧化三钴的微纳结构调控及其储锂性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 锂离子电池概述 |
1.2.1 锂离子电池的发展史 |
1.2.2 锂离子电池的工作原理及种类结构 |
1.2.2.1 锂离子电池的工作原理 |
1.2.2.2 锂离子电池的种类结构 |
1.2.3 锂离子电池的优缺点 |
1.3 锂离子电池负极材料及其研究进展 |
1.3.1 嵌入型负极材料 |
1.3.2 合金型负极材料 |
1.3.3 转化型负极材料 |
1.4 Co_3O_4负极材料的研究概况 |
1.4.1 Co_3O_4负极材料简介及应用 |
1.4.2 Co_3O_4负极材料的制备方法 |
1.4.3 Co_3O_4负极材料的结构设计及改性 |
1.5 本论文选题内容及创新点 |
1.5.1 选题思路 |
1.5.2 研究内容 |
1.5.3 创新点 |
第二章 实验器材及研究方法 |
2.1 实验试剂及设备 |
2.1.1 实验试剂 |
2.1.2 制备仪器 |
2.1.3 表征设备 |
2.2 材料的表征方法 |
2.2.1 场发射扫描电子显微镜(FESEM) |
2.2.2 透射电子显微镜(TEM) |
2.2.3 X-射线粉末衍射仪(XRD) |
2.2.4 X-射线光电子能谱(XPS) |
2.2.5 拉曼光谱仪(Raman) |
2.2.6 傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR) |
2.2.7 全自动比表面孔隙分析和蒸汽吸附仪(BET) |
2.2.8 同步热分析仪(TG-TGA) |
2.3 电池组装及电化学测试方法 |
2.3.1 电池组装方法 |
2.3.2 电化学测试方法 |
2.3.2.1 恒流充放电性能测试 |
2.3.2.2 循环伏安测试 |
2.3.2.3 交流阻抗测试 |
2.4 本章小结 |
第三章 立方状Co_3O_4的微纳结构调控及其储锂性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 合成路线 |
3.2.2 多壳层中空Co_3O_4负极材料的制备 |
3.2.3 类石榴结构CS-Co_3O_4@C负极材料的制备 |
3.3 结果分析与讨论 |
3.3.1 Co基前驱体组分分析 |
3.3.2 多壳层中空Co_3O_4材料的结构与电化学性能 |
3.3.2.1 多壳层中空Co_3O_4材料的形貌和结构 |
3.3.2.2 多壳层中空Co_3O_4材料的储锂性能分析 |
3.3.3 类石榴结构CS-Co_3O_4@C材料的结构与电化学性能. |
3.3.3.1 CS-Co_3O_4@C材料的形貌和结构 |
3.3.3.2 CS-Co_3O_4@C材料的储锂性能分析 |
3.3.4 机理简析 |
3.3.4.1 合成机理简析 |
3.3.4.2 电化学性能增强的机理简析 |
3.4 本章小结 |
第四章 一维Co_3O_4纳米线的可控制备及储锂性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 合成路线 |
4.2.2 1D-Co_3O_4电极的制备 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 1D-Co_3O_4材料的形貌和结构 |
4.3.2 1D-Co_3O_4材料的储锂性能分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
参考文献 |
深圳大学指导教师对研究生学位论文的学术评语 |
深圳大学研究生学位(论文)答辩委员会决议书 |
致谢 |
攻读硕士学位期间的研究成果及相关经历 |
(9)二氧化锰纳米复合材料的制备及其在环境储能中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 二氧化锰的性质、结构与制备方法 |
1.3 二氧化锰在超级电容器中的研究现状 |
1.3.1 超级电容器结构及机理 |
1.3.2 二氧化锰基超级电容器的储能机理 |
1.3.3 二氧化锰微观形貌对电化学性能的影响 |
1.3.4 二氧化锰基复合材料及其电化学性能 |
1.4 二氧化锰在去除甲醛中的研究现状 |
1.4.1 去除甲醛概述 |
1.4.2 二氧化锰催化氧化甲醛机理 |
1.4.3 二氧化锰的晶型与微观形貌对甲醛去除率的影响 |
1.4.4 二氧化锰掺杂改性对甲醛去除率的影响 |
1.4.5 二氧化锰负载对甲醛去除率的影响 |
1.5 其他金属氧化物在气敏传感材料中的应用 |
1.5.1 气敏传感器概述 |
1.5.2 四氧化三钴在气敏传感材料中的研究现状 |
1.6 本论文选题依据及主要研究内容 |
1.6.1 本论文的目的和意义 |
1.6.2 本论文的主要研究内容 |
1.6.3 本论文的创新之处 |
第二章 二氧化锰/三维石墨烯超级电容器电极材料的制备及性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 主要仪器设备 |
2.2.3 氧化石墨烯的制备 |
2.2.4 二氧化锰纳米颗粒的制备 |
2.2.5 二氧化锰/三维石墨烯复合材料的制备 |
2.2.6 样品的组成结构表征 |
2.2.7 样品的电化学性能测试 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 二氧化锰/三维石墨烯的制备 |
2.3.2 二氧化锰/三维石墨烯的组成及微观结构表征 |
2.3.3 二氧化锰/三维石墨烯的电化学性能分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 铈铜锰氧化物/活性炭催化剂的制备及除甲醛性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 主要仪器设备 |
3.2.3 金属氧化物纳米颗粒的制备 |
3.2.4 铈铜锰氧化物/活性炭的制备 |
3.2.5 样品测试与表征 |
3.2.6 样品的甲醛去除率测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 金属氧化物/活性炭的制备 |
3.3.2 铈铜锰氧化物/活性炭催化剂的组成和微观结构分析 |
3.3.3 金属氧化物负载量对催化剂甲醛去除率的影响 |
3.3.4 铈铜锰氧化物的质量配比对催化剂甲醛去除率的影响 |
3.3.5 催化剂的稳定性研究 |
3.3.6 甲醛初始浓度对催化剂甲醛去除率的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 氧化锌-氧化锡-四氧化三钴中空纳米立方体复合材料的制备及气敏性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 主要仪器设备 |
4.2.3 氧化锌-四氧化三钴纳米颗粒的制备 |
4.2.4 氧化锌-二氧化锡-四氧化三钴中空纳米立方体的制备 |
4.2.5 组成结构表征 |
4.2.6 气敏元件的制作及气敏性能测试方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 ZnO-SnO_2-Co_3O_4 中空纳米立方体的制备 |
4.3.2 ZnO-SnO_2-Co_3O_4 中空纳米立方体的微观形貌及组成分析 |
4.3.3 ZnO-SnO_2-Co_3O_4 对常见VOC的气敏性能 |
4.3.4 ZnO含量对ZnO-SnO_2-Co_3O_4 气敏性能的影响 |
4.3.5 温度对ZnO-SnO_2-Co_3O_4 气敏性能的影响 |
4.3.6 气体浓度对ZnO-SnO_2-Co_3O_4 气敏性能的影响 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(10)高效锰/钴氧化物材料的结构调控与丙烷催化燃烧性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 氧化锰(MnO_x) |
1.3 四氧化三钴(Co_3O_4) |
1.4 提高催化剂活性和高温稳定性的研究进展 |
1.4.1 提高催化剂活性 |
1.4.2 提高催化剂高温稳定性 |
1.5 研究目的及内容 |
1.5.1 研究目的 |
1.5.2 研究内容 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验试剂和实验仪器 |
2.2 材料的表征 |
2.2.1 X射线粉末衍射(XRD) |
2.2.2 拉曼表征(Raman) |
2.2.3 扫描电子显微镜(SEM) |
2.2.4 透射电子显微镜(TEM/HRTEM) |
2.2.5 热重-差热分析(TG-DTA) |
2.2.6 比表面积(BET) |
2.2.7 X射线光电子能谱(XPS) |
2.2.8 氢气-程序升温还原(H_2-TPR) |
2.2.9 氧气-程序升温脱附(O_2-TPD) |
2.3 材料的活性评价 |
第三章 高效二氧化锰的设计制备及其对丙烷催化燃烧性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 催化剂制备 |
3.2.2 催化剂表征及活性测试 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 筛选 |
3.3.2 X射线衍射 |
3.3.3 拉曼光谱 |
3.3.4 扫描电镜/比表面积 |
3.3.5 X射线光电子能谱 |
3.3.6 氢气-程序升温还原 |
3.3.7 氧气-程序升温脱附 |
3.3.8 活性评价 |
3.4 本章小结 |
第四章 高效钴氧化物/碳纳米管的制备及其对丙烷催化燃烧性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 Zif-67 前驱体的制备 |
4.2.2 以CTAB模板剂调控的Zif-67 前驱体的制备 |
4.2.3 钴氧化物@碳纳米管(CCC-800H系列)催化剂的制备 |
4.2.4 催化剂表征及活性测试 |
4.3 结果和分析 |
4.3.1 TG表征 |
4.3.2 X射线衍射 |
4.3.3 拉曼光谱 |
4.3.4 扫描电镜 |
4.3.5 透射电镜 |
4.3.6 比表面积 |
4.3.7 X射线光电子能谱 |
4.3.8 氢气-程序升温还原 |
4.3.9 活性评价 |
4.4 本章小结 |
第五章 钴氧化物@二氧化硅的制备及其对丙烷催化燃烧性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 前驱体Zif-67@SiO_2 的制备 |
5.2.2 CS-600H-TA(CS-600H系列)的制备 |
5.2.3 CS-600N-300A的制备 |
5.2.4 催化剂表征及活性测试 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 TG表征 |
5.3.2 X射线衍射 |
5.3.3 扫描电镜/透射电镜/比表面积 |
5.3.4 X射线光电子能谱 |
5.3.5 氢气-程序升温还原 |
5.3.6 活性评价 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
四、均匀沉淀法制备纳米四氧化三钴微粉(论文参考文献)
- [1]Co系复合材料的制备及其在电化学储能中的应用[D]. 韩品宇. 青岛科技大学, 2021(02)
- [2]Co-MOF为前驱体制备的钴基金属氧化物及其甲苯催化氧化性能研究[D]. 雷娟. 太原理工大学, 2021(01)
- [3]Co3O4@M(M=Pt,Ag)异质结纳米材料的制备与应用[D]. 罗楠楠. 山东师范大学, 2021(12)
- [4]金刚石颗粒/树脂基复合材料的制备与导热性能研究[D]. 孙明琪. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [5]四氧化三钴的制备及应用研究进展[J]. 汤春妮. 化学与生物工程, 2020(11)
- [6]废旧硬质合金中Co资源的二次利用实验研究[D]. 王云. 江西理工大学, 2020(02)
- [7]石墨烯气凝胶及Co3O4的镍基催化剂用于CO2甲烷化[D]. 胡飞扬. 南昌大学, 2020(01)
- [8]四氧化三钴的微纳结构调控及其储锂性能研究[D]. 肖俊宇. 深圳大学, 2020(10)
- [9]二氧化锰纳米复合材料的制备及其在环境储能中的应用研究[D]. 邓智富. 华南理工大学, 2020(02)
- [10]高效锰/钴氧化物材料的结构调控与丙烷催化燃烧性能研究[D]. 刘喆. 上海交通大学, 2020(01)