16078.碳纖維載鎳復(fù)合材料的制備及其性能研究

1、（學(xué)生類別：全日制學(xué)術(shù)型碩士研究生學(xué)生類別：全日制學(xué)術(shù)型碩士研究生學(xué)科名稱：學(xué)科名稱：工業(yè)催化工業(yè)催化論文題目：論文題目：碳纖維載鎳復(fù)合材料的制備碳纖維載鎳復(fù)合材料的制備及其性能研究及其性能研究英文題目：英文題目：FabricationofNickelbasedCarbonMaterialandTheirPerformances學(xué)生姓名：學(xué)生姓名：黃雅榮黃雅榮導(dǎo)師姓名：導(dǎo)師姓名：李春萍李春萍教授教授二○一二○一五年六月碩士學(xué)位論文碩士學(xué)

2、位論文分類號(hào)分類號(hào):學(xué)校代碼學(xué)校代碼::1012810128UDC:學(xué)號(hào):2012110008320121100083內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要過渡金屬鎳基催化劑由于其催化性能和電化學(xué)性能優(yōu)異而得到人們的廣泛關(guān)注。本論文結(jié)合靜電紡絲法、浸漬法、摻雜法及高溫焙燒技術(shù)制備一種新型一維鎳基復(fù)合納米材料，并研究了復(fù)合材料催化加氫性能和電化學(xué)性能，主要的研究內(nèi)容如下：(1)靜電紡絲法制備的復(fù)合納米纖維膜浸泡于硝酸鎳溶液中一定時(shí)間，通過高溫焙

3、燒獲得負(fù)載鎳納米粒子的碳纖維復(fù)合材料。通過傅立葉紅外光譜(FTIR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線光電子能譜(XPS)等表征手段對(duì)所制備的復(fù)合納米纖維進(jìn)行了一系列表征，結(jié)果表明制備的復(fù)合納米纖維形貌規(guī)整、纖維表面光滑無節(jié)點(diǎn)、鎳納米粒子均勻負(fù)載到碳纖維上。復(fù)合催化劑應(yīng)用到催化芳香型硝基加氫制取芳香胺反應(yīng)中，通過實(shí)驗(yàn)參數(shù)的考察，確定了最佳實(shí)驗(yàn)條件。研究了該材料制作成超級(jí)電容器電極材料的電學(xué)性能。(2)通過紡絲前

4、驅(qū)體溶液中摻入硝酸鎳，紡絲后獲得含有鎳離子的前驅(qū)體復(fù)合纖維膜，經(jīng)過預(yù)氧化階段、高溫焙燒過程后獲得含有鎳納米粒子的碳纖維催化材料。利用該方法可以有效控制復(fù)合材料的活性中心含量，對(duì)所制備的復(fù)合催化材料進(jìn)行一系列表征測(cè)試，結(jié)果表明鎳納米粒子均勻分布于碳纖維基體內(nèi)。考察了不同比例和不同碳化溫度制備的催化劑催化芳香型硝基化合物加氫制取芳香胺反應(yīng)，結(jié)果表明碳化溫度為600℃、聚丙烯腈單體AN和硝酸鎳的摩爾比為10獲得的催化劑催化性能最優(yōu)。電化學(xué)測(cè)試

5、結(jié)果表明內(nèi)摻硝酸鎳的電極材料電化學(xué)性能優(yōu)于純碳纖維材料。(3)為改善制備所得復(fù)合材料的柔軟性，紡絲前驅(qū)體溶液中摻入一定比例的有機(jī)鎳鹽(乙酰丙酮鎳)，經(jīng)過靜電紡絲、預(yù)氧化、高溫焙燒過程后獲得NiNPsCNFs催化劑。系統(tǒng)研究了復(fù)合催化劑應(yīng)用于催化加氫反應(yīng)中的催化性能，結(jié)果表明：聚丙烯腈單體AN與乙酰丙酮鎳的摩爾比為10、碳化溫度為600℃、反應(yīng)時(shí)間為6h、催化劑用量為0.05g催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率最高，TEM測(cè)試表明平均粒徑為8nm的鎳納米粒子