氯化铁-氯化铝-石墨层间化合物的制备及其导电性和稳定性的研究

摘要

该文利用混合法在同一反应体系中同时合成了分别以炭纤维和天然鳞片石墨为宿主,以FeCl<,3>和AlCl<,3>为插层剂的石墨层间化合物.系统考察了插层反应温度、保温时间、碳与金属氯化物的摩尔比以及反应物的质量倍数对产物结构和导电性能的影响.运用X射线衍射、扫描电镜和X光电子能谱等现代结构分析测试手段,初步探讨了FeCl<,3>和AlCl<,3>在天然鳞片石墨和炭纤维中的插层过程和机理,并以此为依据分析了插层后炭纤维电导率变化的原因.此外还考察了产物在不同环境和条件下的结构稳定性和电导稳定性.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1前言

1.2石墨层间化合物及其研究历史与现状

1.3石墨及GIC导电的微观机制

1.4影响GIC电导率的因素

1.5高电导率GIC的应用

1.6选题依据及主要研究内容

第二章实验研究方法

2.1原料与试剂

2.2实验设备

2.3试样制备方法

2.4阶结构的确定

2.5电导率的测定

2.6表面形貌观察和元素分布分析

2.7 X光电子能谱(XPS)分析

第三章插层反应温度对产物阶结构及导电性能的影响

3.1实验方法

3.2 FeCl3-A1C13-GIC的阶结构随插层反应温度的变化

3.3 CFIC的电导率随插层反应温度的变化

3.4 FeCl3-A1C13-GIC的表面形貌与元素分布

3.5实验结果与讨论

3.6本章小结

第四章保温时间对产物阶结构和导电性能的影响

4.1实验方法

4.2 FeCl3-A1C13-GIC的阶结构随保温时间的变化

4.4 FeCl3-AlCl3-GIC的表面形貌与元素分布

4.5实验结果与讨论

4.6本章小结

第五章碳与金属氯化物的摩尔比和质量倍数对产物结构和导电性的影响

5.1实验方法

5.2碳与金属氯化物的摩尔比对产物结构和导电性的影响

5.3反应物的质量倍数对产物结构和导电性的影响

5.4本章小结

第六章FeCl3-AlCl3-GIC中各元素的状态及插层机理分析

6.1 FeCl3-AlCl3-GIC中C原子的存在状态

6.2 FeCl3-AlCl3-GIC中Cl原子的存在状态

6.3 FeCl3-AlCl3-GIC中Fe原子的存在状态

6.4 FeCl3-A1C13-GIC中Al原子的存在形式

6.5 FeCl3和A1C13在石墨中的插层机理分析

6.6本章小结

第七章FeCl3-A1C13-GIC的稳定性

7.1在常温空气中的稳定性

7.2在湿热空气中的稳定性

7.3在浓HCl中的稳定性

7.4在浓NaOH溶液中的稳定性

7.5在CCl4中的稳定性

7.6长期通电状态下CFIC的电导稳定性

7.7本章小结

第八章结论

参考文献

致 谢