氮掺杂多壁碳纳米管的合成及NO电氧化研究

摘要

本文以吡啶和酞菁铁为原料、以包含铁的化合物为催化剂，通过控制合成条件用CVD法制备了不同氮含量的氮掺杂多壁碳纳米管(N-MWCNTs)。合成N-MWCNTs的温度范围在750～875℃，氨气流速范围在100～450 mL/min。
　　 采用XPS、TEM、XRD、FT-IR和Raman等技术对制备的N-MWCNTs进行了表征。XPS研究表明，所合成的N-MWCNTs中有三种不同类型的氮，分别是吡啶型氮、石墨型氮和分子型氮。理论计算表明，N-MWCNTs中的吡啶型氮比石墨型氮更易于吸附NO分子。
　　 采用循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)法考察了NO在N-MWCNTs修饰电极上的电氧化活性。研究结果表明：所制备的N-MWCNTs，其氮掺杂含量和吡啶型氮含量，对NO的电氧化活性起到了至关重要的作用，即吡啶型氮含量越高，电氧化反应速率越快。因此，含较高吡啶型氮的N-MWCNTs是很好的电极材料，可以被用来检测和移除NO。
　　 对N-MWCNTs进行了NO气敏性研究。结果表明N-MWCNTs中氮含量和吡啶型氮含量的增加，能够提高N-MWCNTs对NO的敏感度。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2碳纳米管简介

1.2.1碳纳米管的发展前景

1.2.2碳纳米管的制备方法

1.2.3碳纳米管的掺杂

1.2.4碳纳米管的应用

1.3氮掺杂碳纳米管

1.3.1氮掺杂碳纳米管的性质

1.3.2氮掺杂碳纳米管的制备

1.3.3氮掺杂碳纳米管的应用

1.4论文的选题

1.4.1选题的背景及研究现状

1.4.2选题的目的及意义

1.5课题研究来源

第2章实验材料和表征方法

2.1实验试剂

2.2实验仪器

2.3表征方法

2.3.1透射电子显微镜(TEM)

2.3.2 X射线光电子能谱(XPS)

2.3.3傅立叶变换红外光谱(FT-IR)

2.3.4拉曼光谱(Raman)

2.3.5广角X射线粉末衍射(XRD)

2.3.6电化学循环伏安(CV)

2.3.7电化学交流阻抗(EIS)

第3章不同温度下N-MWCNTs的合成及NO电氧化

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1催化剂的制备

3.2.2不同温度下N-MWCNTs的制备

3.2.3 N-MWCNTs修饰电极的制备及NO电氧化

3.3结果与讨论

3.3.1 N-MWCNT的结构表征

3.3.2不同温度下合成的N-MWCNTs修饰电极上的NO电氧化

3.3.3 N-MWCNTs吸附NO的构型

3.3.4不同温度下合成的N-MWCNTs的NO气敏性能研究

3.4本章小结

第4章不同氨气流速下N-MWCNTs的合成及NO电氧化

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1催化剂的制备

4.2.2不同氨气流速下N-MWCNTs的制备

4.2.3 N-MWCNTs修饰电极的制备及NO电氧化

4.3结果与讨论

4.3.1 N-MWCNTs的结构表征

4.3.2不同氨气流速下合成的N-MWCNTs修饰电极上的NO电氧化

4.4本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文