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文檔簡介
1、采用價廉的離子交換樹脂、可再生的具有極性官能基團的農(nóng)林作物提取物以及農(nóng)林廢棄物作為碳源,儲量豐富的Fe、Co、Ni金屬鹽作為石墨化催化劑和磁性組分的前軀體,通過碳源的極性基團與金屬離子的配位作用,成功制備了不同微觀結(jié)構(gòu)的石墨化納米碳材料。此外,基于碳母體極性官能團可與多種金屬離子配位的特性,將催化劑離子以及功能性組分的離子前驅(qū)體同步引入到合成體系中,實現(xiàn)了石墨化納米碳基復(fù)合體材料的同步合成。結(jié)合XRD、TEM、TG、IR等多種表征手段,
2、研究碳母體官能團分解、石墨化以及形貌演變等過程,探討催化劑與石墨化納米碳結(jié)構(gòu)形成的內(nèi)在關(guān)系。同時研究了石墨化納米碳及碳基復(fù)合體材料在殺菌、吸附/分離、燃料電池等領(lǐng)域的應(yīng)用。
本論文主要研究內(nèi)容如下:
1、采用不同種類的離子交換樹脂作為碳源,利用其可與不同種類鐵離子進行配位的性質(zhì),制備了不同結(jié)構(gòu)的石墨化納米碳(GCNs)。由于離子交換樹脂骨架結(jié)構(gòu)以及交換能力的差異,可以通過改變碳源的種類,即改變金屬粒子與離子交
3、換樹脂之間的作用,可控合成不同形貌的石墨化納米碳,包括二維納米片層、納米膠囊、納米帶以及納米棒等多種形貌。探討了石墨片層和石墨化碳膠囊形成機理。此外,研究了磁性粒子/納米碳的復(fù)合體對染料羅丹明B的吸附分離特性。
2、以丙烯酸系陽離子交換樹脂(AC)為碳源,F(xiàn)eCl2作為催化劑,基于AC樹脂與Fe2+之間的配位作用以及鐵的滲碳作用,發(fā)展了可大量制備結(jié)晶度較好的單層和幾層的石墨烯的“原位自生模板法”。系列實驗表明石墨烯形成有兩
4、個關(guān)鍵因素:一是在AC樹脂骨架中引入足量的Fe2+;二是形成滲碳鐵相?;诖罅康膶嶒灒覀兲岢隽耸┑男纬蓹C理。此外,還研究了石墨烯在甲醇燃料電池陽極催化劑載體方面的應(yīng)用。
3、以玉米稈為碳源,與Ag十離子通過基團配位作用進行配位,碳化處理后制備了銀/碳復(fù)合體,并對殺菌性能進行了研究。也可以同時與兩種離子([Fe(CN)6]4-和WO42-、[Fe(CN)6]4-和MoO42-)配位,原位同步合成了碳化鎢/納米碳復(fù)合體和
5、碳化鉬/納米碳復(fù)合體,并研究了碳化鎢/碳納米復(fù)合體在甲醇燃料電池陽極催化劑載體方面的應(yīng)用。
4、以葡萄糖為碳源,分別與鐵、鈷、鎳離子通過基團配位作用進行配位,合成了磁性粒子/納米碳復(fù)合體,并研究了磁性粒子/納米碳復(fù)合體對染料羅丹明B吸附分離特性。同步與鐵和銀兩種離子配位,合成了Ag-Fe3O4/石墨碳(GC)復(fù)合體,并研究了這種復(fù)合體的抑菌性能。此外,同時將催化劑離子(Fe弘)及功能碳化物離子前驅(qū)體(PW12O403-、P
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