細(xì)菌纖維素基一維碳材料的水熱合成及初步應(yīng)用研究.pdf

1、水熱碳化是將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為具有更高能量密度形式的碳的一個(gè)有效方式。本文采用水熱碳化的方法，以一系列的糖類(lèi)為反應(yīng)物來(lái)制備碳材料，并探索所制備碳材料在燃料電池催化劑載體方面的應(yīng)用。
　　 本文首先對(duì)木糖、葡萄糖、果糖和蔗糖進(jìn)行水熱碳化制備了水熱碳微球，在此基礎(chǔ)上，利用細(xì)菌纖維素和葡萄糖為原料，通過(guò)水熱反應(yīng)制備了纖維狀碳基復(fù)合材料，并對(duì)該復(fù)合材料進(jìn)行表征、分析，表明該材料具有易制備、結(jié)構(gòu)特殊、低成本、環(huán)境友好的特點(diǎn)。最后，將此制備的復(fù)合

2、材料作為催化劑載體，還原制備了納米Pt顆粒，進(jìn)而將該P(yáng)t催化劑進(jìn)行材料表征和電化學(xué)性能測(cè)試。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.掃描電鏡結(jié)果顯示由糖類(lèi)水熱碳化所得碳微球尺寸分布較均勻，直徑約1μm，而通過(guò)控制反應(yīng)條件所制備的纖維狀復(fù)合材料表現(xiàn)為在細(xì)菌纖維素表面形成較均勻的碳的包覆層，并且同條件下所得復(fù)合材料直徑與水熱碳化制備的碳微球直徑較一致;
　　 2.X射線(xiàn)粉末衍射和拉曼光譜結(jié)果均表明無(wú)論是制備的碳微球還是碳基復(fù)合材料中的

3、碳均為無(wú)定形，石墨化程度低，這樣的無(wú)定形碳結(jié)構(gòu)中存在一定的晶格邊緣和面缺陷;
　　 3.對(duì)所制備的碳材料進(jìn)行紅外光譜和X射線(xiàn)光電子能譜分析，得出在碳微球和含碳復(fù)合材料表面含有大量的含氧官能團(tuán)，如-OH、-C=O等，這與報(bào)道的水熱碳材料的特性有關(guān)。并且這樣的含氧官能團(tuán)的存在使得該材料具有廣泛的應(yīng)用;
　　 4.以含碳復(fù)合材料(BC-C)、細(xì)菌纖維素(BC)和碳(Vulcan-72)作為三種對(duì)比性載體，分別選擇硼氫化鈉和乙二