空心、大孔氮掺杂多孔碳的合成及其气体吸附、氧还原的性能研究

《空心、大孔氮掺杂多孔碳的合成及其气体吸附、氧还原的性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：0611.4单位代码：10183空研究生学号：2015331028密级：公开心、大孔氮掺杂多孔吉林大学碳的合博士学位论文成及其气体空心、大孔氮掺杂多孔碳的合成及其气体吸附、氧还原的性能研究吸附SynthesisofNitrogendopedporouscarbonwithhollow/macoporous、氧structureforCO2captureandOxygenReductionReaction还原的作者姓名：王宇性能专业：无机化学研究研究方向：聚合物多孔材料与应用王指导教师：裘式纶教授宇培养单位：化学学院吉林大2018年06月学未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书

2、面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀

3、博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士■博士学科专业：无机化学论文题目：空心、大孔氮掺杂多孔碳的合成及其气体吸附、氧还原的性能研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：作者联系电话：空心、大孔氮掺杂多孔碳的合成及其气体吸附、氧还原的性能研究SynthesisofNitrogendopedporouscarbo

4、nwithhollow/macoporousstructureforCO2captureandOxygenReductionReaction作者姓名：王宇专业名称：无机化学研究方向：先进无机功能材料指导教师：裘式纶教授学位类别：博士学位培养单位：化学学院论文答辩日期：2018年06月02日授予学位日期：年月日答辩委员会组成：主席姓名职称工作单位委员姜振华教授吉林大学张宗弢教授吉林大学李晓天教授吉林大学孙建敏教授哈尔滨工业大学李成宇研究员中国科学院长春应用化学研究所贲腾教授吉林大学姚向东教授吉林大学中文摘要空心、大孔氮掺杂多孔碳的合成及其气体吸附、氧还原的性能研究由于其优异的物理及化学性能，多孔

5、碳被广泛应用于各个领域，尤其在近年来一直作为热点广泛讨论的能源与环境领域。结构与功能息息相关，影响多孔碳材料性能的因素主要为活性位点与孔结构。经过氮原子掺杂的多孔碳在催化，气体吸附与分离以及能量储存与转化等应用的表现都会得到极大提升。而多级孔结构以及高比表面积则是众多应用必不可少的。为了得到高比表面的多孔碳，通常需要引入模板剂，活化剂等。而制备具有中空及三维孔结构的掺杂多孔碳通常需要更加复杂的合成路线，这些都严重限制了多孔碳的发展。通过更简单，适用性更强的方法制备多孔碳新型结构（中空结构，具有大孔的三维结构等）仍是非常困难的。为此，本论文分为以下几个研究内容。1、论文第二章我们通过一步碳化路线

6、制备了氮掺杂中空多孔碳球。首先通过水热合成制备了三聚氰胺甲醛树脂球。以三聚氰胺甲醛树脂球为硬模板，在其表面包覆酚醛树脂，随后将所得到的复合纳米树脂球碳化。由于在升温过程中，三聚氰胺甲醛树脂球会逐渐分解，因而硬模板可以在碳化过程中直接去除而留下空心结构。同时，由于分解出的气体富含氮元素，该气体能够在碳化过程中逐渐对酚醛树脂碳化生成的球壳进行氮掺杂。由此，我们成功将骨架碳化，硬模板移除与杂原子掺杂通过一步碳化实现。而由于得到的氮掺杂多孔碳中空球具有高比2-1表面（775mg），高含氮量（15.6wt%）并富含超微孔的特点，该氮掺杂多孔-1碳中空纳米球展现了优异的二氧化碳吸附性能(4.42mmolg

7、)并具有良好的选择性。2、论文第三章我们以三种氨基乙酸（氮川三乙酸，乙二胺四乙酸，二乙烯三胺五乙酸）为配体，由六水合硝酸锌提供金属配位中心，采用固相合成的方法将鼓泡与组装整合到统一体系，首先制备了具有大孔结构的金属有机配位合物。在碳化过程中，金属有机配合物中的锌原子簇生成的氧化锌纳米粒子充当了介孔模板剂，在随后的碳热还原中又充当了活化剂。因而可以在无模板，无活化剂的条件下通过直接碳化便制得了具有高