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、位論文分類號分類號:學(xué)校代碼學(xué)校代碼::1012810128UDC:學(xué)號: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、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(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，對所制備的復(fù)合催化材料進(jìn)行一系列表征測試，結(jié)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?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)時間為6h、催化劑用量為0.05g催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率最高，TEM測試表明平均粒徑為8nm的鎳納米粒子