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《大连理工大学》 2000年
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煤基纳米碳材料的制备提纯及其催化加氢性能的研究

张凡  
【摘要】: 以纳米管和纳米颗粒为代表的新型纳米碳材料具有独特的结构和特殊的 物理化学性质,已在凝聚态物理、材料科学、化学以及纳米电子元器件等领域 显示出广阔的应用前景,其高效制备方法的开发及应用途径的探索日益受到 广泛的重视。目前,国际上针对碳纳米管的研究,主要集中在原料及制备工 艺的改进、化学修饰及填充、结构及其缺陷、电输运特性、催化及储氢应用 等方面。 本文选取了不同变质程度的若干种煤样,用两步炭化法制成焦棒,然后 用电弧蒸发焦棒制备成以纳米管为主要产物的纳米碳材料。采用吡啶预处理 空气氧化法和CO_2氧化法等方法对碳纳米管粗品进行纯化。以硝基苯加氢为 探针反应,考察了纳米碳材料的催化加氢性能并与其它碳材料进行了对比。 上述实验过程中不同阶段的产物分别用SEM、HRTEM、IR、GC和GC-MS 等手段进行了表征。 实验结果表明: 1.由所选煤样均可制得碳纳米管为主要产物的纳米碳材料,其收率及结 构形态与煤样预处理工艺参数、电弧蒸发实验工艺参数及操作条件有 关。 2.煤种的结构、性质、组成不仅影响纳米碳材料的产率,还影响纳米碳 材料的形状。某些煤种因特殊的组成和性质使其纳米碳材料的产率超 过60%,高于传统的光谱纯石墨的水平。 3.吡啶预处理空气氧化法是提纯煤基碳纳米管的一种有效方法。 4.与以其它一些碳材料为载体的催化剂相比,以纳米碳材料为载体的催 化剂在硝基苯加氢反应中催化性能更为突出,这与其中的碳纳米管、 碳纳米颗粒特殊的结构和性质有关。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:TB383

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