导读:本文包含了炭纳米材料论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:纳米,多相,纳米材料,电弧,固态,骨架,复合材料。
炭纳米材料论文文献综述
仝岩[1]（2017）在《MOFs热解制备炭纳米材料研究》一文中研究指出从构型的角度来看,炭纳米材料可以分为零维、一维和二维等材料,如零维炭纳米洋葱(Carbon nano-onions,CNOs)、一维炭纳米管(Carbon nanotube,CNTs)以及二维炭纳米片(Carbon nanosheets,CNSs)等。由于特殊的形貌结构,炭纳米材料具有优良的理化性能,因此被广泛的应用于多种领域。本文首先利用氯化镍为金属原料,对苯二甲酸为有机骨架合成出金属有机骨架材料(Metal-organicframeworks,MOFs),然后以制备出的Ni(bdc)(ted)0.5为前驱体通过热解的方法合成得到CNOs、CNTs以及CNSs。我们研究了压力、温度、时间以及升温速率等制备工艺条件对样品形貌结构的影响,并探究其生长机理和电化学性能。研究发现,随着温度的升高、时间的延长和升温速率的增快,制备出的CNOs的尺寸增大,空心结构增多,此外,热解压力也会对产物的形貌产生显着影响。因此可得到最优制备工艺条件。在常压条件下,生长温度为500 ℃、炭化时间为5 h及升温速率为5 ℃/min,可获得分散性良好的CNOs,外壁厚度及洋葱球直径分别约为4 nm和13 nm;在高压条件下,生长温度为400 ℃、炭化时间为5 h及升温速率为5℃/min时,可获得较为均为的CNOs,外壁厚度及洋葱球直径分别约为16.7 nm和130 nm。根据XRD、拉曼等方法表征分析结果,可以得知两种不同环境中制备出的CNOs具有较高的纯度和结晶度。将常压最优条件下制备的CNOs酸洗后进行电化学储锂测试,发现其表现出高可逆容量、高倍率性能和优异的循环稳定性:在50 mA g~(-1)的电流密度下循环100次的比容量为655.3mA h g~(-1),在3Ag~(-1)的电流密度下循环500次后可逆比容量可以达到196.7mA hg~(-1)。我们还以Ni(bdc)(ted)_(0.5)为前驱体一步法同源制备出CNTs及其掺氮产物。在常压条件下,相对较高的温度、较短的保温时间和较快的升温速率有利于CNTs的生长;而在高压条件下,相对较低的温度、较长的保温时间和较慢的升温速率,更加有利于CNTs的生长。通过对比可以发现,最优的CNTs制备条件为:在常压条件下,直接升温(达到炭化温度后直接放入样品)至900 ℃,保温5 h,可获得生长尺寸良好的CNTs,外壁与内壁直径尺寸分别约为5 nm和9 nm,长度可达1 um;在高压条件下,以10 ℃/min的升温速率升至500 ℃,保温时间为20 h,可获得形貌良好的氮掺杂CNTs,外壁与内壁直径尺寸分别约为16 nm和5 nm,长度可达500 nm。在高压状态下,配体叁乙烯二胺可以发生自沉积现象,可以一步制备出含氮炭纳米管。根据XRD、拉曼等方法表征分析结果,可以得知两种不同环境中制备出的CNTs结晶度较好;根据EDS和XPS等分析结果显示,可以得知在高压环境中最优条件下制备出的CNTs的氮含量为2.5%。电化学性能测试表明,在高压环境中最优条件下制备出的CNTs经酸洗后,显示出了较好的电化学循环稳定性,在50 mA g~(-1)的电流密度下循环稳定后容量为607.4 mA h g~(-1),在3A 1的电流密度下循环稳定的比容量分别可以达到83 mAh g~(-1)。通过添加单质硫,制备得到了具有不同形貌的纳米炭片/NiS复合材料。将前驱体Ni(bdc)(ted)0.5与升华硫按照一定的比例混合均匀后,在高压条件下进行热解反应。发现制备出的样品形貌结构随着Ni(bdc)(ted)0.5与升华硫的质量比的变化而变化。电化测试结果表明MOFs:S为1:2的条件下制备出的纳米炭片/NiS复合材料具有高可逆容量、高倍率性能和优异的循环稳定性:在50 mAg~(-1)的电流密度下循环50次后容量为798.3 mA h g~(-1),在3 A g~(-1)的电流密度下循的比容量可以达到175.6 mAhg~(-1)。(本文来源于《北京化工大学》期刊2017-05-26）
王勇[2]（2014）在《具有短程扩散孔道的炭纳米材料—可控合成及催化应用》一文中研究指出多相催化剂通常由一个多孔的载体和分散在载体表面的活性中心(金属或金属氧化物的纳米颗粒,酸碱中心等)组成。多孔载体材料的选择往往能极大地影响多相催化剂的催化活性。因此,设计一类具有良好的水热稳定性,具有短程或多级孔道结构以利于反应过程中传质,且能利用材料表面的活性位点与金属之间的相互作用实现纳米金属在材料表面高度分散的多孔材料对于开发新型的多功能催化剂具有重要的现实意义。活性炭或者多孔炭在化学工业中常被用作催化剂载体,但是活性炭90%以上的孔道都为微孔,传统多孔炭多具有长程孔道结构,不利于传质。多孔纳米炭球作为一类零维材料具有短程的扩散孔道结构,在催化、分离等领域得到广泛的应用。然而,以可再生的生物质为原料,用水热法制备得到的炭材料一般为大的炭球(直径一般在500nm~20μm)或者大块材料,比表面积小,因而严重限制了其应用范围。如何对传统的水热过程进行有效地调控,制备形貌可调的、尺寸小于200nm的炭小球是水热法制备炭基材料中的难点。本课题组在近期的研究中,发展了系列有效的方法,解决了从生物质原料出发,用水热法难以制备形貌可调炭小球纳米材料(<200nm)的难题(图1),同时原位的将氮元素掺杂到炭小球材料中。含氮炭小球纳米材料除了自身能够直接作为新颖的阴极材料催化氧还原以及作为超级电容器电极材料外,还可以作为有效的载体材料,负载纳米金属形成多功能的催化剂,高效催化相关氧化、还原反应。(本文来源于《第十七届全国化学热力学和热分析学术会议论文集》期刊2014-10-17）
邢刚,贾申利,史宗谦[3]（2007）在《水或液氮中电弧放电制备炭纳米材料(英文)》一文中研究指出利用特制的电弧放电装置,研究了水或液氮中碳电弧放电形成炭纳米材料的机理。借助高分辨率透射电子显微镜对电弧放电生成的产物进行了观察和分析。结果表明:在水或液氮中碳电弧放电可以生成多壁碳纳米管和碳纳米洋葱结构,液氮中碳电弧放电可以生成单壁碳纳米角,水中钴催化碳电弧放电可以生成碳包裹的纳米钴颗粒。横向低频交变磁场会影响碳纳米材料的形核过程,并且可以推测磁场交变的频率5Hz与纳米管、纳米洋葱等结构的生长周期存在某种拟合。根据实验现象,提出了一种解释液体中碳电弧放电过程纳米材料生成的理论模型。(本文来源于《新型炭材料》期刊2007年04期）
智林杰,Ute,Kolb,Klaus,Mllen[4]（2006）在《酞菁铁固态热裂解制备新型炭纳米材料(英文)》一文中研究指出研究了酞菁铁在密封体系中固态热裂解制备新型炭纳米材料的方法。通过这种方法,可以大量制备排列整齐又很直的碳纳米管。实验发现,升高热裂解温度,尤其温度高于800℃时,有利于碳管的生长。同时,这种方法还是一种非常有效的制备特殊结构纳米炭材料的方法。如用这种方法可以得到很长的具有电缆型结构的纳米炭,在其中具有单晶结构的炭化铁形成了电缆的金属芯。其他一些特殊炭结构,如项链型炭结构、管中管炭结构等也可以用这种方法制备出来。(本文来源于《新型炭材料》期刊2006年02期）
李杞秀[5]（2006）在《化学气相沉积法由煤气制备炭纳米材料的研究》一文中研究指出近年来,随着纳米技术的兴起和在高新技术领域的广泛应用,纳米材料的研究不断发展和深入。其中,炭纳米材料作为研究最早的纳米材料之一,一直是人们研究关注的热点内容之一。 炭纳米材料的制备方法多种多样,包括电弧法,化学气相沉积法(CVD),激光蒸发法,热解法等,其中化学气相沉积法具有操作简单,成本低等特点,因而倍受关注。化学气相沉积原是工业中最常用的用来沉积多种材料的技术,包括大范围的绝缘材料,大多数金属材料和金属合金材料。研究表明,化学气相沉积法不仅是一种有效制备多种炭纳米材料,如碳纳米管,碳纳米纤维,金属填充炭纳米材料等的方法,而且是唯一可能实现工业化生产的方法。 本文采用民用煤气为碳源,结合化学气相沉积技术,制备获得了数种炭纳米材料及其复合结构。主要内容包括:高温直接裂解煤气制备碳球(碳微球),以二茂铁为催化剂气相沉积煤气制备磁性填充的碳纳米管及纳米颗粒,溶胶-凝胶法合成内含金属催化剂的二氧化硅基体生长鱼骨形碳纳米纤维以及水热法合成铁镍合金催化剂生长竹节状碳纳米管等。使用的表征手段包括X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、磁力震荡仪(VSM)。文中探讨了不同工艺条件对产品形貌的影响,并结合实验现象及表征结果对各种碳纳米结构产生的机理进行了讨论。 实验结果表明,煤气是制备炭纳米材料的合适的原料气。煤气中的甲烷和一氧化碳组分提供了反应所需的碳源,而氢气和氮气作为保护气体可以降低催化剂的失活,提高催化剂的效率。通过改变催化剂的制备方法和种类,实验过程中的条件和参数,化学气相沉积煤气可以选择性合成各种不同结构和形貌的炭纳米材料。(本文来源于《大连理工大学》期刊2006-06-15）
炭纳米材料论文开题报告
（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：
多相催化剂通常由一个多孔的载体和分散在载体表面的活性中心(金属或金属氧化物的纳米颗粒,酸碱中心等)组成。多孔载体材料的选择往往能极大地影响多相催化剂的催化活性。因此,设计一类具有良好的水热稳定性,具有短程或多级孔道结构以利于反应过程中传质,且能利用材料表面的活性位点与金属之间的相互作用实现纳米金属在材料表面高度分散的多孔材料对于开发新型的多功能催化剂具有重要的现实意义。活性炭或者多孔炭在化学工业中常被用作催化剂载体,但是活性炭90%以上的孔道都为微孔,传统多孔炭多具有长程孔道结构,不利于传质。多孔纳米炭球作为一类零维材料具有短程的扩散孔道结构,在催化、分离等领域得到广泛的应用。然而,以可再生的生物质为原料,用水热法制备得到的炭材料一般为大的炭球(直径一般在500nm~20μm)或者大块材料,比表面积小,因而严重限制了其应用范围。如何对传统的水热过程进行有效地调控,制备形貌可调的、尺寸小于200nm的炭小球是水热法制备炭基材料中的难点。本课题组在近期的研究中,发展了系列有效的方法,解决了从生物质原料出发,用水热法难以制备形貌可调炭小球纳米材料(<200nm)的难题(图1),同时原位的将氮元素掺杂到炭小球材料中。含氮炭小球纳米材料除了自身能够直接作为新颖的阴极材料催化氧还原以及作为超级电容器电极材料外,还可以作为有效的载体材料,负载纳米金属形成多功能的催化剂,高效催化相关氧化、还原反应。
（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。
炭纳米材料论文参考文献
[1].仝岩.MOFs热解制备炭纳米材料研究[D].北京化工大学.2017
[2].王勇.具有短程扩散孔道的炭纳米材料—可控合成及催化应用[C].第十七届全国化学热力学和热分析学术会议论文集.2014
[3].邢刚,贾申利,史宗谦.水或液氮中电弧放电制备炭纳米材料(英文)[J].新型炭材料.2007
[4].智林杰,Ute,Kolb,Klaus,Mllen.酞菁铁固态热裂解制备新型炭纳米材料(英文)[J].新型炭材料.2006
[5].李杞秀.化学气相沉积法由煤气制备炭纳米材料的研究[D].大连理工大学.2006
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