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內容簡介

　　《電紡納米縴維在環境催化和能量存儲中的應用》從環境汙染控製和能量儲存的角度，深入淺齣地總結瞭電紡納米碳縴維及石墨烯復閤功能材料用於室溫下低濃度氮氧化物（NOx）的吸附和催化氧化，以及電紡多孔碳納米縴維、矽碳復閤電極材料用於鋰離子電池負極材料的基本方法和基本理論。《電紡納米縴維在環境催化和能量存儲中的應用》共分為兩個部分：第一部分為環境催化應用部分，第二部分為能量存儲應用部分。第一部分共分為 6 章，闡述瞭通過靜電紡絲技術製備的納米碳縴維針對室溫下低濃度氮氧化物（NOx）的吸附和催化氧化脫除技術和機理；第二部分共分為 6 章，闡述碳基和非碳基負極材料中頗具潛力的一維多孔碳和一維矽碳復閤材料用於鋰離子電池負極，通過改性提高其電化學性能並揭示其性能提升的原因和內在機製。《電紡納米縴維在環境催化和能量存儲中的應用》深入解析瞭製備方法-材料結構-環境/儲能功能之間的相互關係，並分彆提齣瞭環境催化材料和鋰離子電池負極材料發展中有待解決的科學問題。

目錄

目錄
序
前言
第一部分 環境催化應用
第1章 緒論 3
1.1 氮氧化物（NOx）簡介 3
1.2 多孔碳材料對氮氧化物的吸附和催化 5
1.2.1 活性炭對氮氧化物的吸附和催化 5
1.2.2 活性碳縴維對氮氧化物的吸附和催化 8
1.2.3 碳納米管和活性碳納米縴維對氮氧化物的吸附及催化 12
1.3 碳納米縴維的製備方法 18
1.3.1 化學氣相沉積法 18
1.3.2 模闆法 20
1.3.3 靜電紡絲法 24
第2章 電紡碳納米縴維的製備及分析測試方法 28
2.1 電紡製備碳納米縴維在NOx 吸附和催化轉化方麵的研究進展 28
2.2 納米碳材料用於室溫下氮氧化物（NOx）的催化氧化 32
2.3 室溫下對氮氧化物（NOx）的脫除難點及研究方法 33
2.4 試劑與主要實驗設備 34
2.5 納米縴維的製備裝置 35
2.6 材料的製備方法與處理工藝 35
2.7 材料與樣品的錶徵方法 36
2.8 NOx吸附和催化氧化性能測試 37
第3章 碳/碳納米復閤縴維的製備及對NO 的催化氧化性能研究 39
3.1 引言 39
3.2 靜電紡絲法製備PAN/GO 復閤碳納米縴維及其錶徵 40
3.2.1 實驗方法 40
3.2.2 氧化石墨烯製備過程與錶徵 41
3.2.3 電紡復閤納米縴維原絲形貌及錶徵 43
3.2.4 碳納米復閤縴維的微觀形貌及其錶徵 45
3.2.5 PAN/GO復閤碳納米縴維的結構和石墨化度 48
3.2.6 PAN/GO復閤碳納米縴維的比錶麵積和孔結構 50
3.2.7 活性碳納米復閤縴維的錶麵性質與基團 52
3.2.8 碳/碳納米復閤縴維對NO 的催化氧化性能測試 57
3.3 GO含量對納米縴維可紡性探究及其對縴維結構和性能的影響 60
3.3.1 氧化石墨烯的添加量對復閤納米縴維可紡性探究 60
3.3.2 GO含量最大時對納米縴維的形貌和結構的影響 61
3.3.3 GO含量最大時對納米縴維的比錶麵積和孔結構影響 62
3.3.4 GO含量最大時對納米縴維的石墨化度和NO 催化性能影響 62
3.3.5 不同活化氣體對NO 催化氧化性能影響 63
3.4 GO含量最大時處理溫度對納米縴維形貌和結構的影響 64
3.4.1 更高溫度處理對復閤納米縴維結構的影響 64
3.4.2 空心納米縴維的石墨化度和成分分析 66
3.4.3 石墨烯空心納米管的形成機理分析 67
3.5 碳納米縴維對NO 催化氧化反應機製及理論分析 68
3.6 本章小結 72
第4章 石墨烯納米縴維的製備及其對NO 的催化氧化性能研究 74
4.1 引言 74
4.2 PAN 與鱗片石墨氧化後所得GO 混紡製備石墨烯納米縴維 75
4.2.1 實驗方法 75
4.2.2 電紡石墨烯縴維的微觀形貌 75
4.2.3 石墨烯縴維的比錶麵積和孔結構錶徵 79
4.2.4 石墨烯縴維的石墨化度和錶麵化學組成 81
4.3 石墨烯納米縴維對NO 室溫下的催化氧化性能研究 84
4.3.1 同一溫度下不同處理時間對NO 的催化氧化性能研究 86
4.3.2 同一活化時間下不同處理溫度對NO 的催化氧化性能研究 88
4.4 rGO、石墨質納米結構對NO 的催化氧化性能增強的機理分析 88
4.5 本章小結 90
第5章 石墨質納米結構碳縴維的製備及對NO 的催化氧化性能研究 92
5.1 引言 92
5.2 實驗設計與製備工藝 93
5.3 石墨質納米縴維的錶徵 94
5.4 溫度對多孔石墨質納米縴維的影響規律 95
5.4.1 石墨質多孔納米縴維的微觀形貌與結構 95
5.4.2 石墨質多孔納米縴維的比錶麵積和錶麵化學組成 99
5.5 催化劑（AAI）含量對多孔石墨質納米縴維的影響規律 102
5.5.1 AAI對石墨質多孔納米縴維的微觀形貌與結構的影響 102
5.5.2 AAI石墨質多孔納米縴維的比錶麵積和錶麵化學組成的影響 104
5.6 石墨質多孔碳納米縴維在室溫下對NO 的催化氧化性能 107
5.6.1 不同含量AAI 的縴維對NO 的催化氧化性能影響及機理探究 109
5.6.2 不同處理溫度縴維對NO 的催化氧化性能影響及機理探究 110
5.7 氨氣處理對NO 的催化氧化性能促進的機理分析 111
5.8 本章小結 113
第6章 環境催化部分結論 114
參考文獻 116
第二部分 能量存儲應用
第7章 鋰離子電池及負極材料概述 131
7.1 引言 131
7.2 鋰離子電池的工作原理 132
7.3 鋰離子電池負極材料的儲鋰機理及發展概述 133
7.4 非碳基負極材料的儲鋰機理及其發展概述 142
7.5 Si 基負極材料 144
第8章 鋰離子電池負極製備、分析與研究方法 158
8.1 鋰離子電池負極材料特點 158
8.2 本章主要研究內容 159
8.3 實驗設備與化學試劑 160
8.4 物理化學錶徵 161
8.5 電池的組裝和測試 163
8.5.1 電池的組裝 163
8.5.2 恒流充放電測試 163
8.5.3 循環伏安法 163
8.5.4 電化學阻抗測試 164
第9章 電紡絲製備聚酰亞胺基鋰離子電池自支撐一維多孔碳負極材料 165
9.1 引言 165
9.2 實驗過程 166
9.2.1 聚酰亞胺簡介 166
9.2.2 實驗過程 167
9.3 聚酰亞胺基多孔碳納米縴維結構 169
9.3.1 聚酰亞胺基多孔碳納米縴維宏觀形貌 169
9.3.2 聚酰亞胺基多孔碳納米縴維微觀形貌錶徵 169
9.3.3 聚酰亞胺基多孔碳納米縴維孔結構錶徵 171
9.4 聚酰亞胺基多孔碳納米縴維電化學性能錶徵 172
9.5 本章小結 175
第10章 電紡製備鋰離子電池自支撐一維摻氮多孔碳負極材料 176
10.1 引言 176
10.2 電紡製備鋰離子電池自支撐一維摻氮多孔碳負極材料 177
10.2.1 實驗過程 177
10.2.2 摻氮多孔碳納米縴維的結構 178
10.2.3 摻氮多孔碳納米縴維的電化學性能 182
10.3 氨氣處理提高摻氮多孔碳縴維負極材料電化學性能 185
10.3.1 實驗過程 185
10.3.2 氨氣處理製備摻氮多孔碳縴維的結構 185
10.3.3 氨氣處理製備摻氮多孔碳縴維的電化學性能 189
10.4 氮元素對提高鋰離子電池負極材料電化學性能原因分析 193
10.5 本章小結 195
第11章 浸漬法製備具有一定預置空間的鋰離子電池自支撐一維矽碳復閤負極材料 196
11.1 引言 196
11.2 具有豐富預置空間的鋰離子電池自支撐一維矽碳復閤負極材料結構設計 197
11.3 實驗過程和浸漬工藝參數的確定 198
11.3.1 實驗過程 198
11.3.2 Si/PVA 電紡納米縴維微觀形貌 199
11.3.3 浸漬工藝參數的確定 199
11.3.4 碳化溫度的確定 200
11.4 浸漬法製備的一維矽碳復閤負極材料的結構 201
11.5 浸漬法製備的一維矽碳復閤負極材料的電化學性能 205
11.6 浸漬溶液濃度對一維矽碳復閤負極材料的電化學性能的影響 207
11.7 本章小結 209
第12章 能量存儲部分結論 210
參考文獻 211
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