16078.碳纖維載鎳復合材料的制備及其性能研究

1、（學生類別：全日制學術型碩士研究生學生類別：全日制學術型碩士研究生學科名稱：學科名稱：工業(yè)催化工業(yè)催化論文題目：論文題目：碳纖維載鎳復合材料的制備碳纖維載鎳復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學生姓名：學生姓名：黃雅榮黃雅榮導師姓名：導師姓名：李春萍李春萍教授教授二○一二○一五年六月碩士學位論文碩士學

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

3、燒獲得負載鎳納米粒子的碳纖維復合材料。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)等表征手段對所制備的復合納米纖維進行了一系列表征，結果表明制備的復合納米纖維形貌規(guī)整、纖維表面光滑無節(jié)點、鎳納米粒子均勻負載到碳纖維上。復合催化劑應用到催化芳香型硝基加氫制取芳香胺反應中，通過實驗參數(shù)的考察，確定了最佳實驗條件。研究了該材料制作成超級電容器電極材料的電學性能。(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)體復合纖維膜，經(jīng)過預氧化階段、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合材料的活性中心含量，對所制備的復合催化材料進行一系列表征測試，結果表明鎳納米粒子均勻分布于碳纖維基體內(nèi)?？疾炝瞬煌壤筒煌蓟瘻囟戎苽涞拇呋瘎┐呋枷阈拖趸衔锛託渲迫》枷惆贩磻?，結果表明碳化溫度為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)。電化學測試

5、結果表明內(nèi)摻硝酸鎳的電極材料電化學性能優(yōu)于純碳纖維材料。(3)為改善制備所得復合材料的柔軟性，紡絲前驅(qū)體溶液中摻入一定比例的有機鎳鹽(乙酰丙酮鎳)，經(jīng)過靜電紡絲、預氧化、高溫焙燒過程后獲得NiNPsCNFs催化劑。系統(tǒng)研究了復合催化劑應用于催化加氫反應中的催化性能，結果表明：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℃、反應時間為6h、催化劑用量為0.05g催化反應轉化率最高，TEM測試表明平均粒徑為8nm的鎳納米粒子