检索结果-南通市图书馆

作者：许崇中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

光催化技术因其无污染、应用范围广、能量来源丰富等特点受众多科研工作者青睐,因此,研发出高效的光催化剂对当今社会的发展十分必要。我们采用水热法,首次以tic为原料原位合成tic/tiO纳米线光催化剂。在可见光照射下,tic/tiO-0.7对苄... 详细信息

光催化技术因其无污染、应用范围广、能量来源丰富等特点受众多科研工作者青睐,因此,研发出高效的光催化剂对当今社会的发展十分必要。我们采用水热法,首次以tic为原料原位合成tic/tiO纳米线光催化剂。在可见光照射下,tic/tiO-0.7对苄醇的转化率为92%,选择性接近99%,其催化性能优于P25和纯tiO纳米线。表征结果表明,tic的引入,提高了tiO纳米线的光吸收范围,并且修饰了tiO的导带和价带的位置。在设计的材料中,tic和tiO纳米线间建立了肖特基势垒,从而提高其光生电子和空穴的分离效率。此外,还提出了tic/tiO纳米线光催化剂在可见光下进行苄醇氧化的反应机理,表明·O和h是该反应的主要活性物质。为了进一步提升材料的导电性和光吸收性能,在tic/tiO纳米线的基础上,引入rGO并合成了rGO包覆tic/tiO纳米线的三元复合光催化剂((tic/tiO)@rGO)。将该催化剂应用于光催化RhB降解,显示出优异的降解性能,其中,(tic/tiO)@rGO-15对RhB的降解率高达99.5%,并且其一阶反应速率常数是tiO纳米线的4倍。主要归因于tic和rGO的引入,使得(tic/tiO)@rGO光催化剂具有更好的光吸收性能以及更高效的光生载流子的分离效率和迁移速率。此外,光催化机理探究表明,e、·O和h是降解RhB反应体系中的主要活性物质。同时,提出了该体系中光生电子的传输路径以及RhB在该材料上的反应过程。

关键词： ti3c2 tiO2纳米线苄醇氧化 RhB降解光催化剂

ti3c2基复合材料的制备及高效储锂性能研究

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Ti3C2基复合材料的制备及高效储锂性能研究

作者：申健济南大学

学位级别：硕士

作为目前应用场景最为广泛的电化学储能设备,锂离子电池因其绿色环保、能量密度高和循环稳定性高等特点,受到了广泛的关注。近十年来,二维过渡金属碳、氮化物（MXenes）因为具有较高的机械强度、高导电率、高比表面积、亲水性和层间可... 详细信息

作为目前应用场景最为广泛的电化学储能设备,锂离子电池因其绿色环保、能量密度高和循环稳定性高等特点,受到了广泛的关注。近十年来,二维过渡金属碳、氮化物（MXenes）因为具有较高的机械强度、高导电率、高比表面积、亲水性和层间可容纳嵌入物等特点,在多个领域大放光彩。HF作为最常见的MAX相刻蚀剂,具有较好的刻蚀效果,因此探索危险系数更低的原位生成HF的刻蚀方法。在使用不同刻蚀剂进行刻蚀的基础上,又选用四甲基氢氧化铵（TMAOH）和二甲基亚砜（DMSO）作为插层剂来剥离多层tic,通过调控材料的层间距,优化二维tic的储锂性能。其次,采用不同的方法将不同层间距的tic与高比容量电极材料进行复合,并对复合材料的结构形貌和电化学性能进行了研究。主要研究内容可分为以下三个部分:（1）采用Hcl+LiF作为刻蚀剂对tiAlc层间的Al层进行选择性刻蚀,刻蚀时间为24 h时效果较差,将刻蚀时间增加到48 h后,其刻蚀效果与HF刻蚀效果相差无几。Hcl+LiF刻蚀得到的tic和HF刻蚀得到的tic的层间距分别为13.89（?）和13.05（?）。在使用TMAOH作为插层剂处理tic后,其层间距分别增大至14.80（?）和14.64（?）;但是当使用DMSO作为插层剂时,tic材料的层间距均出现不同程度的减小,层间距分别为13.76（?）和12.52（?）。通过对不同tic材料电化学性能的研究结果表明,经过Hcl+LiF刻蚀后的tic所表现出的容量均高于HF刻蚀后得到的tic。此外,经DMSO插层后的tic所表现出的容量均高于经TMAOH插层后得到的tic。其中,采用Hcl+LiF作为刻蚀剂刻蚀时间为48 h、DMSO作为插层剂得到的tic（LiF 48h DMSO）具有最佳电化学性能,在200 m A g的电流密度下经过300次循环后,放电比容量仍能达到264.9 m Ah g,并且具有优异的倍率性能。（2）将采用Hcl+LiF作为刻蚀剂、刻蚀时间为48 h得到的tic材料,在氮气气氛下超声同样可以使其进一步分层。将超声处理后的tic材料与NiFe-LDH复合,制备出NiFe-LDH/MXene纳米阵列复合材料,通过NiFe-LDH和tic的协同作用,将两者的优势结合。电化学测试结果表明,复合材料中tic-MXene掺入量为500 mg时的NiFe-LDH/MXene-500电极在200 m A g的电流密度下经过300圈循环后,其放电比容量仍然能稳定在894.8 m Ah g,这远优于NiFe-LDH(398.5 m Ah g)和tic(220.9m Ah g)。NiFe-LDH/MXene-500电极所展示出的倍率性能和锂离子扩散系数均高于其他混合比的材料。此外,循环前后的NiFe-LDH电极与NiFe-LDH/MXene-500电极相比,其体积膨胀率由249%降低到131%,这说明tic-MXene的掺入使得NiFe-LDH/MXene-500电极具有极高的循环稳定性。（3）通过改进剥离工艺,制备得到高浓度、少层tic溶液,层数可以减少至两层。通过一步水热法,将其作为基底材料与具有高比容量的ZnMnO纳米颗粒进行复合,由于tic表面显示负电性,可以吸引阳离子,成功制备出少层tic/ZnMnO复合材料。通过改变tic溶液的掺入量,调控ZnMnO纳米颗粒在复合材料中的分布。少层tic溶液的添加量为5 m L时,ZMO/tic-5m L电极展示出了较为优异的电化学性能。ZMO/tic-5m L电极在200 m A g的电流密度下首次放电容量为1018.2 m Ah g,经过120次循环后,其放电比容量仍然能稳定在817.9 m Ah g。倍率性能测试中,当电流密度增加到8 A g时,放电比容量仍可达到210.1 m Ah g,且当电流密度恢复到0.1 A g后,放电比容量恢复到839.9 m Ah g。结果表明,tic/ZnMnO复合材料具有优异的循环稳定性和倍率性能。循环前后的SEM测试表明,随着tic溶液添加量的增加,循环后的电极表面越来越光滑且表面裂纹减少,进一步证实了tic的掺入可以明显提高高比容量材料的循环稳定性。

关键词：锂离子电池 ti3c2 层间间距 NiFe-LDH ZnMn2O4

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ti3c2的无氟刻蚀及其电化学性能研究

Ti3C2的无氟刻蚀及其电化学性能研究

作者：陈宏幸苏州大学

学位级别：硕士

二维过渡金属碳化物/氮化物（MXene）是一种新型二维材料,具有一系列优异的性能,比如大的比表面积、高的导电率、快速的离子输运。作为MXene的代表,tic的电导率高达15100 S cm-1,具有可调控的表面官能团（-F、-OH、-O）和优良的表面化... 详细信息

二维过渡金属碳化物/氮化物（MXene）是一种新型二维材料,具有一系列优异的性能,比如大的比表面积、高的导电率、快速的离子输运。作为MXene的代表,tic的电导率高达15100 S cm-1,具有可调控的表面官能团（-F、-OH、-O）和优良的表面化学活性。这些特性使其具有优异的电化学性能,是制备超级电容器的理想材料。然而,当前刻蚀tic的方法很难避免氟的使用,合成过程中氢氟酸的出现导致合成安全性较差,同时氟的引入会占据含氧官能团的组分,降低水系电容器的理论比容量。因此,需要发展一种新的合成方法,避免使用HF和含氟盐,实现安全地制备无氟MXene。本文开发了一种无氟合成含氧官能团tic纳米片的新方法,通过去除ti3Alc2表面的钝化层,达到简化刻蚀的目的;在此基础上使用TMAOH进行刻蚀与插层;然后,通过温和手段剥离得到面内结构完整,表面全部为O/OH基团的二维tic纳米片;最后,通过电化学测试表明,表面无F的tic纳米片是一种优良的电容器电极材料。本论文的主要研究内容如下:（1）多层tic的无氟刻蚀与插层本文在水热条件下对ti3Alc2进行表面处理,去除了阻止反应的钝化层,对层间铝原子进行部分选择性刻蚀,研究了该方法的工作原理,并确定了最优的反应条件;使用TMAOH对刻蚀后的ti3Alc2进行进一步选择性刻蚀和插层,得到了 TMA+插层的多层tic MXene。（2）tic纳米片和薄膜的制备由于大尺寸的有机分子插入层间,弱化层间作用力,通过手摇的方法,将多层tic剥离成了 tic纳米片。由于方法温和不引入新的试剂,得到的tic纳米片面内结构完整,且表面全部为O/OH基团;剥离得到的纳米片具有横向1-3μm,纵向1.6nm的尺寸,成功制备了具有自支撑性的薄膜。（3）无氟tic MXene的电化学性能研究受益于得到的tic纳米片表面全部为O/OH基团,材料的赝电容位点得到了充分利用。通过三电极体系进行电化学表征,在10 mV s-1时最佳比容量达到了～750 Fg-1,优于已报道的同类二维碳化钛材料,是一种非常有潜力的电容器电极材料。

关键词：二维材料 ti3c2 无氟合成超级电容器

ti3c2-MXene碱化衍生物增强MgH2吸/放氢性能研究

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Ti3C2-MXene碱化衍生物增强MgH2吸/放氢性能研究

作者：孔倩倩河南理工大学

学位级别：硕士

氢气是一种新型的,绿色的,可再生的二次能源。它的应用越来越得到研究者们的重视。其中,氢气的储存严重阻碍了它在实际生活中的应用。氢化镁(MgH),作为一种氢化物储氢材料,它的高储氢容量,较好的可逆性等优点使其成为储氢材料中的研究... 详细信息

氢气是一种新型的,绿色的,可再生的二次能源。它的应用越来越得到研究者们的重视。其中,氢气的储存严重阻碍了它在实际生活中的应用。氢化镁(MgH),作为一种氢化物储氢材料,它的高储氢容量,较好的可逆性等优点使其成为储氢材料中的研究热点。本文通过添加二维材料tic碱化衍生物来改善MgH的储氢性能。并对他们的放氢反应机理进行了研究。首先,通过用氢氧化钾(KOH)对二维材料tic进行碱化水热处理,合成了一种类金镂梅状的tic衍生物钛酸钾(KtiO)。制备得到了MgH-KtiO的复合材料,并对其吸/放氢性能进行了研究:当在MgH中添加5 wt%的KtiO时,MgH表现出最佳的放氢温度与放氢量。MgH-5 wt%KtiO在175℃时开始释放氢气,与纯MgH相比起始放氢温度降低了112℃。相较于添加不同样品的MgH体系,MgH-5 wt%KtiO体系具有最佳的动力学性能。MgH-5 wt%KtiO体系在280℃下3 min内释放约6.7 wt%的氢气。此外,MgH-5 wt%KtiO体系在200℃时能够在30 s内吸收约6.5 wt%的氢气。通过对不同动力学反应模型进行计算比较得出MgH-5 wt%KtiO体系的脱附动力学反应模型符合二维相界面扩散反应模型。且MgH-5 wt%KtiO体系的活化能为105.67k J·mol。同时,对MgH-5 wt%KtiO体系吸收/解吸氢的机理进行了研究:MgH与KtiO在球磨过程中发生反应生成的KMgH,ti O和ti协同催化了MgH的吸放氢性能。其次,用氢氧化钠(NaOH)对二维材料tic进行碱化处理,水热合成了花瓣结构的NatiO材料。在MgH体系中进入5 wt%NatiO,研究其对MgH的催化作用。MgH-5 wt%NatiO体系的初始脱氢温度为183℃,与纯MgH的初始放氢温度相比降低了104℃。另外,MgH中NatiO的添加能够显著提高MgH的吸放氢动力学性能。MgH-5 wt%NatiO体系分别在220℃,240℃,260℃和280℃下均能释放出约6.9 wt%的氢气且分别用了14 min,6.5 min,3.5min和2 min。即使在200℃的低温下,MgH-5 wt%NatiO体系能够释放出约4.0 wt%的氢气。MgH-5 wt%NatiO体系在50℃恒温下,可以吸收约3.6 wt%的氢气。MgH-5 wt%NatiO体系具有较好的循环吸放氢性能,十次吸放氢循环后,吸放氢量几乎保持在5.4 wt%和6.5 wt%。通过拟合计算:MgH-5 wt%NatiO体系的活化能为108.16 k J·mol。且MgH-5 wt%NatiO体系动力学反应为二维相界面的成核反应。NatiO在MgH中的催化机理为:具有特定相貌的NatiO依附于(101)晶面形成的氧缺陷(O)为MgH-5 wt%NatiO体系中氢的扩散提供了催化活性位点。

关键词：氢化镁(MgH2) 吸氢放氢 ti3c2 钛酸钾钛酸钠催化机理

ti3c2基复合材料的合成与电化学性能研究

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Ti3C2基复合材料的合成与电化学性能研究

作者：吕文静陕西科技大学

学位级别：硕士

锂离子电池因其具备能量密度高、循环性好和自放电小等优点成为当今最具发展潜力的电能存储设备。近年来,随着手机、电脑、电动汽车等电子设备的飞速发展,锂离子电池的容量密度急需进一步提高。新型二维材料tic由于具有独特的层状结构... 详细信息

锂离子电池因其具备能量密度高、循环性好和自放电小等优点成为当今最具发展潜力的电能存储设备。近年来,随着手机、电脑、电动汽车等电子设备的飞速发展,锂离子电池的容量密度急需进一步提高。新型二维材料tic由于具有独特的层状结构和优异的储锂性能,在储能领域引起了广泛关注。但是,tic由于相对较低的理论比容量和片层易堆叠的特点,导致其电化学性能不理想。为解决以上问题,本论文将tic分别于与二氧化钛和一氧化钴等金属氧化物进行复合,采用XRD、SEM、EDS等对tic及其复合材料的晶体结构、成分和微观形貌进行表征分析,并测试了各个材料的电化学性能,探讨了材料的合成机理及电化学性能优化的原因。主要内容如下:(1)采用碱氧化法在常温碱溶液中氧化tic并进行煅烧处理,得到了tiO nw/tic纳米复合材料。从tic基体上原位生长出了均匀的tiO纳米线。其与tic材料良好的接触促进了电荷和离子的转移,提高了比表面积且有效防止了tic层的堆叠。同时,反应过程生成的c提高了样品的导电性,有利于充放电过程中锂离子的嵌入与脱出。tiO nw/tic复合材料表现出良好的电化学储锂性能。首次放电比容量达到768.7 mAh/g,充放电200次后比容量稳定在216.4 mAh/g,是tic电极材料的两倍多。(2)为了提高复合材料的比容量,开发了一种水热法煅烧制备coO/tic纳米复合材料的方法。在tic纳米片上通过静电吸附阳离子生成cocO/tic复合材料,经过煅烧处理得到co O/tic复合材料。复合材料较大的比表面积提供了更多的锂存储位置。复合材料在100mA/g充放电倍率下,经过100次循环的可逆容量依然高达320 mAh/g,高于tic的120mAh/g。这是由于复合材料较大的比表面积提供了更多的锂存储位置。(3)通过简单的溶剂热法,一步法成功制备出高纯度的coO纳米球/tic纳米复合材料。由于coO纳米微球的引入增加了材料的比表面积和层间距,这有利于锂离子的插层。同时,coO纳米球与高电导率二维tic之间紧密接触缓冲了体积变化,使得活性材料利用率提高。作为锂离子电池的电极,coO/tic复合材料首次的充电容量和放电容量分别为456和915mAh/g,首次库伦效率为48.08%。在循环300次后仍能够获得415 mAh/g的可逆比容量,是tic电极材料的2.5倍(157 mAh/g)。

关键词： ti3c2 coO 复合材料电化学性能比容量

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ti3c2和ti2c的第一性原理计算

Ti3C2和Ti2C的第一性原理计算

作者：张燕青哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

tic和tic是一种类石墨烯结构的新型材料,拥有良好的物理和化学性能,具有广阔的应用前景。但目前研究的tic和tic主要为多层结构,对tic和tic的吸附机制和理论没有统一的认知。本文采用密度泛函理论,探索了单层tic和tic的电学性能和吸附性... 详细信息

tic和tic是一种类石墨烯结构的新型材料,拥有良好的物理和化学性能,具有广阔的应用前景。但目前研究的tic和tic主要为多层结构,对tic和tic的吸附机制和理论没有统一的认知。本文采用密度泛函理论,探索了单层tic和tic的电学性能和吸附性能。首先,建立了单层tic和tic模型以及ticT和ticT(T=H、O、F和OH)模型,证明ti原子的3d轨道电子使得tic和tic具有还原性。计算了表面H、O、F和OH吸附能的大小,证实实验制备的tic和tic表面一般覆盖有O、F和OH。研究发现表面基团改变tic和tic的电学性能,tic和tic和表面基团存在电子转移,其中tic(OH)、ticO和ticF转变为半导体。发现ticF的亚稳定结构存在狄拉克锥,其他覆盖有表面基团的tic和tic具有类似狄拉克锥结构。其次,建立了不同覆盖度以及不同比例表面基团的单层tic和tic模型,不同覆盖度以及不同比例表面基团对tic和tic的结构的影响较小,研究结果显示,表面基团覆盖度越低,tic和tic对O、F和OH的吸附能越大,本质是ti原子发生电子转移,导致表面基团的平均电子数增加。同时,表面基团比例不同,tic和tic的电学性能发生改变,当O、F、OH的比例相同时,tic和tic转变为半导体。最后,建立了单层tic和ticT(T=O、F和OH)以及tic和ticT(T=O、F和OH)的Li、Na和K吸附结构模型,Li、Na和K的吸附影响tic和tic的结构,研究表明表面基团影响tic和tic对Li、Na和K的吸附能,并且改变了Li、Na和K在tic和tic结构的最稳定吸附位点。

关键词： ti3c2 ti2c 表面吸附密度泛函理论

ti3c2基复合光催化材料设计合成及其cO2光催化还原反应机理研究

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Ti3C2基复合光催化材料设计合成及其CO2光催化还原反应机理研究

作者：洪龙飞上海电力大学

学位级别：硕士

化石燃料大量使用所造成能源危机和全球性气候变暖是目前亟需解决的问题。光催化技术可以实现cO到cO、cH、cHOH等化学燃料的转换,一方面可以减少cO的排放,降低大气中cO浓度,缓解全球变暖趋势;另一方面,化学燃料的产出为能源短缺问题提... 详细信息

化石燃料大量使用所造成能源危机和全球性气候变暖是目前亟需解决的问题。光催化技术可以实现cO到cO、cH、cHOH等化学燃料的转换,一方面可以减少cO的排放,降低大气中cO浓度,缓解全球变暖趋势;另一方面,化学燃料的产出为能源短缺问题提供了可行的解决方案。因此,光催化还原cO技术被认为是可行的两大全球性问题的解决方案。本文采用最常见的MXene-tic材料作为助催化剂,设计并制备了Bi OIO/g-cN/tic复合Z型异质结体系、g-cN/cu/tic量子点体系和Mo Se/g-cN/tic全光谱催化体系。探究了tic材料在不同光催化体系中的作用,并通过多种表征和测试手段对催化剂的物理化学性质进行了研究,揭示了光催化性能提升的原因和可能的光催化还原cO反应的机理。(1)首先,基于静电自组装技术制备了2D tic修饰Z型Bi OIO/g-cN异质结。通过测定cO和cH的产率,确定了最佳的tic含量,并对其光还原性能进行了研究。结果表明Z型异质结可以消耗g-cN的VB上的空穴和Bi OIO的cB上的电子,降低电子空穴对复合速率。I/I氧化还原对的形式促进了光激发电子从Bi OIO向g-cN的快速迁移。此外,tic纳米片不仅可以作为捕获g-cN电子陷阱,还可以为cO的还原提供足够的活性位点。(2)设计并制备了tic量子点修饰的cu/g-cN复合光催化剂,并将其应用于太阳能驱动的cO减排。经光催化性能评价,ccNT-5复合光催化剂的光催化性能最好,cO和cH的产率分别达到24.59和20.24μmol g h。ccNT-5复合材料的cH选择性达到71.9%。这种优异的光催化性能归因于cu的引入,cu的引入可以提高cO的吸附效率,并作为反应位点加速光催化反应。此外,tic量子点可以接收光生载流子,降低复合速率。同时,它可以提高铜的稳定性,防止其转化为氧化物。(3)在全光谱实验部分,采用水热法合成了三元复合光催化剂g-cN/tic/Mo Se,并通过一系列的表征和测试研究了其物理化学性质。此外,还测试了该系列催化剂在全光谱照射下的光催化性能。研究发现cTM-5样品具备最佳的光催化活性。这可以归因于复合催化剂在全光谱范围内的优异的光吸收性能和II型异质结的形成。异质结的形成可以有效的促进电荷的转移。tic材料的加入,为催化cO反应提供了大量的活性位点,其良好的导电性能也有助于光生电子的转移,降低光生电子空穴对的复合率。

关键词： ti3c2 MXene 光催化还原cO2 异质结量子点

ti3c2衍生氮掺杂tiO2@c复合催化剂的制备及光芬顿降解水中有机污染物的性能研究

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Ti3C2衍生氮掺杂TiO2@C复合催化剂的制备及光芬顿降解水中有机污...

作者：钟瑞兰州大学

学位级别：硕士

光芬顿技术是利用光照增强芬顿反应(Fenton)活性的方法,在传统的Fenton体系中引入光催化材料,可利用芬顿反应和光催化反应的协同效应去除水中有机污染物。二氧化钛(tiO)虽然被誉为最有前途的环境友好型光催化剂,但依旧存在光照利用率低... 详细信息

光芬顿技术是利用光照增强芬顿反应(Fenton)活性的方法,在传统的Fenton体系中引入光催化材料,可利用芬顿反应和光催化反应的协同效应去除水中有机污染物。二氧化钛(tiO)虽然被誉为最有前途的环境友好型光催化剂,但依旧存在光照利用率低、量子效率低等缺点。基于此,本论文以二维层状过渡金属碳化物tic为碳骨架和均匀钛源,采用高温煅烧法引入氮掺杂和碳材料以制备改性的tiO光催化剂;其次,采用多种物理和化学表征方法研究制得的光催化剂的形貌、结构和光催化性能;最后,探究不同条件下光芬顿体系的催化降解性能。主要内容如下:1.氮掺杂tiO@c@FeO的制备及光芬顿体系的降解性能研究通过溶剂热法合成可利用磁选技术分离的N-tiO@c@FeO复合催化剂,利用各种表征手段证明了二维层状复合催化剂是N掺杂的碳基复合材料上N掺杂tiO和FeO的杂化物。N-tiO@c@FeO作为一种优秀的复合催化剂,大大提高均相光芬顿体系中HO的分解效率,同时显著减少HO和Fe的投加量,降低运行成本。以罗丹明B(Rh B)和孔雀石绿(MG)为有机染料研究模型,在优化条件下,当可见光存在时,300 s内Rh B的降解效率为96.5%,远高于传统Fenton的降解效率(43.5%),且经10个循环后,催化剂仍保持稳定的结构和性能,降解效率保持在90%以上;同等条件下,Fenton试剂仅为Rh B体系的1/4时,600 s内即可完全降解MG(99.7%)。选取盐酸四环素(Tc)和盐酸土霉素(OTc)为药品和个人护理产品(PPcPs)研究模型,在最优条件下,60 min内Tc降解效率达90.0%(同条件下传统Fenton的Tc降解效率仅为14.7%),OTc降解效率为86.8%。综上所述,本论文构建的光芬顿体系可高效地降解处理水中的染料和PPcPs。2.氮掺杂tiO@c气凝胶的制备及光芬顿体系的降解性能研究通过乙二胺(EDA)辅助自组装制备催化活性更好的N-tiO@c气凝胶复合催化剂,其具有稳定的三维结构和较大的比表面积。N掺杂tiO@c气凝胶显著提高了均相光芬顿体系中HO的分解效率,并大大减少了Fenton试剂的用量。选取OTc为PPcPs研究模型,在最优条件下,60 min内OTc降解效率为90.2%。此外,选取Rh B为有机染料研究模型,在最佳条件下,可见光照射时,Rh B降解效率在20 s内即可达96.2%,600 s内几乎完全降解(99.6%),经过5个循环后,催化剂仍保持稳定的降解性能,去除率保持在95%以上。实验结果证明光芬顿体系降解Rh B的活性物种包括·O、·OH和h。

关键词： ti3c2 氮掺杂tiO2@c 光芬顿可见光辐照有机污染物

二维碳化物晶体ti3c2及其复合材料的制备与净水性能研究

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二维碳化物晶体Ti3C2及其复合材料的制备与净水性能研究

作者：高誉鹏河南理工大学

学位级别：硕士

tic是一种具有类石墨烯结构的二维晶体碳化物,由于其特殊的片层结构,目前已得到广泛的研究。本文以tic为吸附剂研究了其对水中有机污染物的吸附性能,并且制备了tic复合纳米复合材料,研究了其光催化性能。tic对罗丹明B、甲基橙和亚甲基... 详细信息

tic是一种具有类石墨烯结构的二维晶体碳化物,由于其特殊的片层结构,目前已得到广泛的研究。本文以tic为吸附剂研究了其对水中有机污染物的吸附性能,并且制备了tic复合纳米复合材料,研究了其光催化性能。tic对罗丹明B、甲基橙和亚甲基蓝等有机污染物都具有较好的吸附性能。随着温度的升高,tic对有机污染物的吸附能力也明显增强,且tic对甲基橙和亚甲基蓝的吸附性能力不及罗丹明B。由于tic极易被氧化生成tiO,经过不同温度氧化制备的tiO/c纳米复合材料具有很好的光催化性能,紫外灯辐照5 min后降解率可达90%,性能优于商用的P25。且光照10 min后基本降解完全。通过水热合成法成功制备了tic/tiO、tic/ZnO纳米复合材料,并在紫外灯照下,分别以MO和RhB为模拟污染物,研究其光催化性能。研究表明,tic/tiO纳米复合材料比纯的tiO光催化效果明显提高,但tiO的含量对tic/tiO纳米复合材料的光催化性能影响不大。tic/ZnO纳米复合材料的光催化效果不及纯的ZnO,这说明tic和ZnO之间并不能产生协同作用。此外,利用硝酸盐分解法成功的制备了一系列的tic/tiO/MxOy三元纳米复合材料,并以RhB为模拟污染物,研究了tic/tiO/cuO和tic/tiO/ZnO的光催化性能,研究表明,tic/tiO/cuO比tic/tiO/ZnO具有更高的催化活性。

关键词： ti3c2 纳米复合材料吸附光催化

Sn基氧化物/ti3c2复合材料的制备及电化学储锂性能研究

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Sn基氧化物/Ti3C2复合材料的制备及电化学储锂性能研究

作者：刘青青西华师范大学

学位级别：硕士

锡基氧化物在锂离子电池中高的理论储锂比容量、较低的充放电电势、储锂丰富、价格低廉被认为是最有应用前景的锂离子负极材料之一。但其在充放电过程中体积变化大,容易造成结构粉化、脱落,从而其循环性能、倍率性能差,以及锡基氧化物... 详细信息

锡基氧化物在锂离子电池中高的理论储锂比容量、较低的充放电电势、储锂丰富、价格低廉被认为是最有应用前景的锂离子负极材料之一。但其在充放电过程中体积变化大,容易造成结构粉化、脱落,从而其循环性能、倍率性能差,以及锡基氧化物的电导率差,不能满足人们对能源储存的需求。为了解决这些问题,采用形貌调控以及形成复合材料等方式。其中tic相比于其他碳材料具有更优异的体积能量密度和导电率,锡基氧化物与tic的研究主要为SnO/tic复合材料,双金属锡基氧化物与tic复合材料的制备却少有报道,其中SnO/tic复合材料常使用的制备方法水热法、原子沉积法等,对设备要求高、产量低、易氧化tic,影响其储锂性能,而静电法操作简单、可大规模生产。基于此,本文采用静电法合成本文将合成SnO、以及双金属锡基氧化物与tic的复合材料,能有效的缓解锡基氧化物的体积膨胀、导电率差的问题。主要内容如下:(1)以Sncl·5HO为锡源,采用水热法合成带正电荷的SnO纳米粒子。通过静电相互作用,带正电荷的SnO纳米粒子均匀锚定在带负电荷的少层tic表面,得到了SnO/tic复合材料。储锂性能测试表明,SnO/tic复合材料具有良好的循环性能、倍率性能。在电流密度为0.1 A·g的条件下,循环30次后,其放电比容量为683.5 mAh·g,循环60次后其放电比容量增长到737.1 mAh·g;在0.5 A·g的电流密度下,循环100圈后,其放电比容量增长至709.7 mAh·g。在1 A·g电流密度下,循环100次后,其比容量保持在661.8 mAh·g;在0.5 A·g的电流密度下,循环340圈后,其放电比容量增长到980.9 mAh·g。(2)以无水醋酸锌、锡酸钾、tiAlc为原料,通过水热反应、静电相互作用、热处理等方法相结合,合成了ZnSnO均匀负载在tic表面的ZnSnO/tic复合材料。ZnSnO与tic纳米片基体紧密结合,这种结构可以有效地限制ZnSnO在循环过程中的体积膨胀。而tic特殊的2D网络结构可以提供有效的通道,有利于电子和Li的扩散。该材料用作锂离子电池负极材料时,在0.1 A·g电流密度下,循环60圈后,其放电比容量升至810.1 mAh·g。在0.5 A·g的电流密度下,循环340圈,其放电比容量可以在980.9 mAh·g。(3)以Sncl·2HO、K[Fe(cN)]、tiAlc为原料,采用热处理,静电相互作用等手段合成了FeO-SnO/tic复合材料。FeO-SnO均匀负载在tic纳米片上,可以有效缓解FeO-SnO体积膨胀的同时,缩短电子与Li的传输路线。该材料用作锂离子电池负极材料时,0.1 A·g电流密度下循环200次,比容量增长至856 mAh·g;0.5 A·g电流密度下循环500次,比容量为583 mAh·g。

关键词：锂离子电池负极材料锡基氧化物 ti3c2