纳米铁基化合物_碳复合材料的制备及其在光催化和储能领域的应用

《纳米铁基化合物_碳复合材料的制备及其在光催化和储能领域的应用》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：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文纳米铁基化合物/碳复合材料的制备及其在光催化和储能领域的应用硕士研究生：周佳丽指导教师：魏彤教授学科、专业：化学工程与技术论文主审人：冯静副教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文纳米铁基化合物/碳复合材料的制备及其在光催化和储能领域的应用硕士研究生：周佳丽指导教师：魏彤教授学位级别：工学硕士学科、专业：化学工程与技术所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2018年1月8日论文答辩日期：2018年3月10日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADisser

2、tationfortheDegreeofM.EngPreparationofNano-Iron-basedCompounds/CarbonCompositesandTheirApplicationofPhotocatalysisandEnergyStorageCandidate:ZhouJialiSupervisor:Prof.WeiTongAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ChemicalengineeringandtechnologyDateofSubmission:Jar.8,2018DateofO

3、ralExamination:Mar.10,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。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。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，

4、即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日纳米铁基化合物/碳复合材料的制备及其在光

5、催化和储能领域的应用摘要人类文明进步加快，然而在能源危机和水资源短缺的形势下却带来了巨大的挑战。铁基氧化物具有原料来源丰富、无环境污染、安全性好、电化学性能较优等优良性质，被广泛应用于光催化及电化学储能领域。为了解决材料本身导电性差以及充放电过程体积膨胀造成材料的破坏等缺点，本文将铁基氧化物与导电性强的碳材料进行复合改性，得到的复合材料在光催性能及电化学性能方面均有提高。具体内容如下：采用溶剂热法制备了磷酸铁锂/氧化石墨烯复合材料（LiFePO4/5%GO）。制备过程中GO均匀包裹在LiFePO4表面形成了导电网络，一方面抑制了颗粒团聚长大的同时提高了材料的导电性，有利于光生电

6、子迅速转移；另一方面增加了催化剂的比表面积，有利于染料的吸附，从而提高了光催化性能。分别讨论了H2O2添加量、pH值、光照等条件对材料光催化性能的影响。实验结果表明，在可见光照射条件下，调节体系pH=9，加入1mLH2O2的反应体系中，LiFePO4/5%GO复合材料对染料罗丹明B的脱色率为76.83%，优于LiFePO4。证明LiFePO4/5%GO复合材料作为非均相光芬顿催化剂不仅拓宽了染料pH值的适用范围，而且相比于LiFePO4具有更强的可见光响应。以GO为碳源，通过光-芬顿氧化法制备得到超小石墨烯（USG）再通过微波煅烧法合成ZnFe2O4-USG。最后通过氙灯光照在

7、ZnFe2O4-USG表面均匀的负载Ag，得到了Ag/ZnFe2O4-USG复合材料。USG在材料中既能起到隔板作用，限制晶粒的空间生长及团聚，增加了反应的活性位点使得Ag/ZnFe2O4-USG具有较高的比电容；同时USG隔板之间彼此相连形成三维导电碳网结构又能提高材料的导电性，从而提高了材料的倍率性能。Ag的加入进一步提高了材料的导电性，最终形成的Ag/ZnFe2O4-USG电极材料在2mVs-1的扫速下的比电容为730.8Fg-1，且在100mVs-1的扫速下比电容仍可保持在367.6