一、二元协同纳米界面材料的设计和研制（论文文献综述）
唐三力[1]（2021）在《纳米体吸收全光谱光/热协同制氢机理与实验研究》文中研究表明太阳能因其分布广泛、储量丰富、易于获取,是近年来发展最迅速的可再生能源。太阳能利用在快速扩大规模的同时,仍然面临转化效率低、成本高的瓶颈。究其原因,是当前主流的太阳能利用手段对聚光太阳能的最大做功能力利用不佳,从原理上限制了转化效率。挖掘聚光太阳能全光谱的做功潜力,将聚光太阳光子与合适转化路径匹配,或是寻找新的全光谱转化路径,是当前太阳能研究的增效突破口。本文依托“能源有序转化”基础科学中心项目、国家自然科学基金重大项目“太阳能全光谱利用的能量耦合原理”、国家自然科学基金重大项目“多能源互补的能质能势表征与提质增效机理”,从纳米颗粒对光子能量的捕获、吸收、转化入手,研究了等离激元光谱选择下的体吸收热化学转化机制,实验研究了纳米光/热协同反应利用紫外-红外光谱制氢的规律,并提出了聚光化学循环分解水制氢方法。本文的主要研究内容和结论如下:（1）以纳米颗粒对太阳光的捕获、吸收和转化过程为研究对象,构建等离激元金属纳米球的Mie散射模型和不规则形状纳米颗粒的有限元模型,得到吸收光子能量的表达式,研究了 Au,Ag等金属和金属氧化物阵列吸收能量随波长和纳米形貌的分布规律。建立了纳米颗粒中,单个光子到电子、声子、氧空位的微观能量传递、转化方程。在此基础上研究了多光子与电子、声子的能量传递。（2）基于等离激元Ag,提出纳米流体的体吸收热化学转化方法,即选择性吸收紫外和红外光转化为太阳能合成气,并回收透射的可见-近红外光用于光电转换。建立了纳米Ag的体吸收热化学转化模型。发现增加纳米流体的浓度、光学厚度可以减轻光学损失、而粒径增大却导致光学散射损失增大。在粒径小于40nm时,等离激元纳米流体的光学损失较小。分析了吸收的300～1100 nm波段转热性能随纳米颗粒表面温度的变化。进一步分析了纳米颗粒温度、光学厚度对波段转化学能的影响。引入光谱电流响应以对比太阳光各波段在不同转化路径中的潜力,发现紫外-红外波段更适于光-热-化学转化,而可见-近红外则适用于光电转换。（3）从太阳光选择吸收性的光/热协同反应体系出发,提出了光/热协同制氢的全光谱互补实验方法。通过电磁有限元模拟探究入射光/纳米颗粒的相互作用,以指导Au-TiO2纳米颗粒的设计和制备。测量了吸收的紫外-红外光谱和透射的红外光谱,选择合适带隙的光电转换材料用于回收这部分光谱能量。发现1～15聚光比下Au-TiO2的光电流随光强近似线性增加。基于电磁有限元模拟结果,发现等离激元协助载流子分离,解释了光电流现象。在1～15聚光比下和0.1～1.0 g·L-1的纳米颗粒质量浓度下进行了实验。其中产氢速率相比于同类研究产率提高30%,所需光强有望比热催化剂低30～45个太阳。研究了等离激元效应、热效应、聚光对产氢速率的影响规律。在聚光下,回收透过可见-近红外波段的光电转换率维持在30%以上,与全光谱利用的光电转换相比,有更大的太阳能转化潜力。（4）考虑光子-电子-氧空位的能量转化,提出太阳能聚光化学循环分解水制氢方法。聚光高能光子用于还原步中产生光致氧空位,而低能光子用于氧化步中氧空位与水反应放氢。搭建了光化学循环原理性实验台和聚光化学循环分解水制氢实验系统。利用Cu-TiO2氧载体验证了实验系统的可靠性,在30倍聚光下获得了 242μmol·h-1·gcat-1的氢气产率,优于非聚光的国际研究。进一步,提出聚光太阳能驱动体相氧离子迁移的聚光化学循环分解水制氢方法。筛选出CuFeO2二元金属氧化物、V-Bi2O3等氧离子导体氧化物和In-BiOCl、LaTiON等过渡金属氧卤化物等一批有潜力的氧载体材料。最后通过有限元和DFT理论模拟方法对聚光下Pd@Nb2O5纳米局域光子/热声子转化规律进行讨论。
乔靖[2]（2021）在《基于静电纺丝的多元复合纳米纤维的制备及其电磁波吸收性能研究》文中提出当今时代,以通讯技术和电子技术为基础的现代科学的发展日新月异,这在给人们的生产、生活和工作带来巨大便利的同时,也带来了严峻的电磁污染,这给精密设备抗干扰和人体健康防护带来了巨大挑战。同时,军事领域中对设备电磁隐身也提出了更高的要求。因此,吸波材料以其能有效衰减和削弱电磁波而受到了研究者的广泛关注。近年来,吸波材料虽然获得了长足发展,但仍难以同时具备“薄、轻、宽、强”的吸波性能要求以及耐高温、抗氧化、抗冲击、以及具有环境友好性等特点,这限制了吸波材料进一步的发展。为克服上述问题、研制和开发高性能吸波材料,本研究以静电纺丝工艺为基础,制备了多种具备高长径比和精细化微观结构的复合纳米纤维,并以介电半导体、磁性金属和碳质为核心,探索了多种复合方式对材料吸波性能的影响以及它们对性能提升的贡献,通过促进各组分、各损耗机制的协同效应,提高材料的阻抗匹配特性和衰减能力,最终获得轻质、宽频、强吸收的高效电磁波吸收材料。因此,本文以纤维精细化结构设计和实现不同组分协调配合为研究重点,采用静电纺丝的办法,制备了包括 ZnO/Co、MnS/C、MnO/C、TiO2/C、Ni/TiO2/C、Co/TiO2/C等在内的一系列具有精细化结构的纳米纤维。本文具体研究的内容包括以下方面:（1）为探究半导体/磁性金属二元复合纳米纤维的吸波机理和性能,利用静电纺丝、高温煅烧和氢气还原相结合的方法,制备了空心ZnO/Co复合纳米纤维。优选的纳米纤维表现出较好的吸波性能:当其匹配厚度为3.0mm时,在11.4 GHz处取得其最小反射损耗为-68.4dB;在厚度为2.6mm时,有效吸收带宽可达5.9 GHz（9.5-15.4GHz）,远高于其他比例的复合纤维和纯ZnO纤维。研究分析表明半导体/磁性金属二元复合可同时实现匹配优化和衰减增强,其颗粒实现在纳米尺度的结合可极大增强界面极化损耗,且空心结构设计在降低材料密度的同时可进一步优化阻抗匹配。结果证明,半导体/磁性金属二元复合纤维的设计能极大改善材料的电磁波吸收性能。（2）为了简化纳米纤维制备步骤、提升材料的抗氧化性和进一步降低材料密度,将磁性金属替换为碳质,制备了包括MnO/C和MnS/C在内的半导体/碳质二元复合纳米纤维。结构上MnO或MnS颗粒均匀镶嵌在碳质纤维基体表面。性能分析表明,该材料兼具轻质、强吸收和超宽频三大特点。其在匹配厚度为3.6 mm,频率为11.1 GHz时取得其最小反射损耗为-68.9dB;在厚度为3.3 mm时,有效吸收带宽可达7.2 GH,并且实现了几乎所有匹配厚度下的宽吸收。研究表明优质的阻抗匹配特性是其具有超宽吸收带宽的最重要原因,同时说明硫化物半导体和碳质表现出良好的功能协调性,为高性能吸波材料的开发提供了全新的方法和思路。（3）为解决材料依然存在的匹配厚度较厚的问题,并保持便捷地制备方式,在上述二元复合纤维中引入磁性金属,制备了TiO2/Ni/C三元复合纳米纤维。结构上,碳纳米纤维表面均匀地包覆一层粗糙褶皱的TiO2,金属Ni纳米颗粒均匀地嵌在纳米纤维的表面和内部。性能上,在厚度为2.0 mm时,取得其最小反射损耗为-74.5 dB;在厚度为2.6 mm时,有效吸收带宽可达6.7 GHz。研究表明磁性金属能提高衰减能力、降低匹配厚度。该材料的综合性能远高于报道的其他三元复合吸波材料,表现了作为高效电磁波吸收材料的良好潜力。（4）为在保持上述在吸波性能和材料制备方面的优势,并进一步优化材料在中低频的吸波性能,延续之前的思路,采用金属Co代替Ni制备了TiO2/Co/C三元复合纳米纤维。结构上,碳纳米纤维表面分散镶嵌着多晶Co纳米颗粒,表面和内部均匀分布着约3 nm的TiO2微晶。性能上,材料在厚度为2.5 mm时取得其最小反射损耗为-57.2 dB,且最大有效吸收带宽可达6.8 GHz。材料在中低频的吸波性能明显提升,这主要得益于金属Co对阻抗匹配特性的进一步优化和微观结构的进一步调整。对该材料的分析研究证明半导体/磁性金属/碳质三元复合纤维的设计具有极高的合理性和优越性,进一步展示了其成为新型高效吸波材料的巨大潜力。（5）为深入研究上述三元复合纤维中碳质基体的作用,制备了不同石墨化程度的TiO2/Co/C复合纳米纤维。吸波性能分析结果表明,材料仅在700℃碳化温度下才能获得良好的吸波性能,升高或降低温度都会导致性能下降。同时注意到,随着碳化温度提升,材料的介电常数和电导率也会不断提高,导致吸波性能先提升后下降。进一步深入研究发现,碳化温度的提高会同时导致衰减能力的增强和阻抗匹配的削弱,正是阻抗匹配特性与衰减能力之间的对立关系最终限制了材料制备需要特定的碳化温度范围。同时,研究表明该规律可能拓展适用于大部分的通过碳化有机成分获得的吸波材料,这对高性能碳质复合吸波材料的设计和研制具有较高的指导意义。
张洪林[3]（2021）在《低温工程用高强高韧不锈钢大锻件构筑成形与组织性能控制》文中研究说明某先进低温工程是支撑飞行器自主研发,引领空气动力学及其相关学科研究发展的战略性、基础性设施。00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢大锻件作为该低温工程核心构件,其性能直接影响系统的运行安全。目前,国内仍缺乏百吨级马氏体不锈钢大锻件的制造经验。传统电渣重熔钢锭内部易出现成分偏析及气体元素含量超标等问题,严重影响大锻件冶金质量。为解决该问题,中国科学院金属研究所率先提出金属构筑成形技术,利用高品质板坯制备大尺寸均质化母材,并已经成功应用于制备示范快堆堆容器支承环、大型压力容器锻件等关键部件,但对于不锈钢构筑界面愈合机制,特别是界面氧化物的溶解消失理论还不足够明晰。另外,极端低温环境及往复冲击载荷工况要求大锻件具备高强度、高低温冲击韧性。然而,实际热处理过程中的尺寸效应使得不同截面厚度处组织及性能出现差异,严重降低产品级大锻件的使役安全性。因此,有必要开展材料热处理工艺与组织性能研究,为制备高强高韧不锈钢大锻件提供理论指导。本文以00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢为研究对象,系统开展热处理工艺—微观组织—力学性能关系研究,并采用第一性原理计算方法揭示不锈钢构筑界面氧化物热力学分解及扩散机理。本论文主要研究内容及结论如下:（1）研究了时效温度对00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢组织及力学性能的影响。基于多尺度微观组织表征及热力学相图计算,发现随时效温度升高,实验钢中逆转变奥氏体含量增加,并伴随马氏体基体回复。当时效温度升高至560℃后,形成马氏体+奥氏体双相组织。尽管存在Ni元素的竞争,η-Ni3（Ti,Al）析出与奥氏体逆转变能够独立发生。当时效温度升高至500℃以上,η析出相出现粗化进而溶解。通过优化得到较佳时效温度为500℃,获得时效马氏体基体、逆转变奥氏体及稳定η析出相组成的多级组织,从而获得高强度（～1 GPa,25℃;～1.4 GPa,-196℃）及可用的低温冲击韧性（～60 J,-196℃）。基于Orowan绕过机制,η相析出强化效应评估值为443 MPa,而增加的逆转变奥氏体（～21 vol.%）并未牺牲强度;其低温冲击韧性机制主要包括来源于条状逆转变奥氏体的TRIP韧化效应以及马氏体基体取向差增加的组织特征。（2）研究了具有超细晶双相组织00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢组织演化和强韧化机制。采用两次低温固溶+500℃中温过时效新工艺,可制备具有超细晶马氏体和奥氏体双相组织的高强度、高低温韧性马氏体时效不锈钢。相比于传统高温固溶+峰时效的热处理工艺,新工艺可使实验钢在不显着降低屈服强度的条件下,77 K低温韧性（V型缺口冲击吸收功:140 J）提升12倍。微观组织表征结果证实,η-Ni3（Ti,Al）析出相生长动力学受到Al及Mo元素在马氏体基体中低配分水平的限制,这使得η相具有良好时效稳定性而避免在过时效阶段溶解。大量纳米级析出相存在于马氏体及奥氏体中,这种时效相在双相组织中同时析出的特点保障了实验钢的高屈服强度;而新工艺下实验钢优良的低温韧化机制包括:高含量FCC奥氏体相,冲击过程中TRIP韧化效应以及双相超细晶结构。（3）研究了不锈钢构筑界面氧化物热力学分解机制及动力学扩散行为。将经典热力学与第一性原理计算相结合,采用GGA+U方法构建与氧化学势相关的Mn-Cr-O相图可确定MnCr2O4热力学稳定区域。由于对形成能的高估及氧化物类型的复杂性,该区域范围要宽于实验结果,但所预测氧化物的转变规律是一致的。MnCr2O4稳定存在的氧化学势区间为:-28.95～-386.97 kJ·mol-1。在该区间内,不同Mn及Cr二元氧化物或金属相与MnCr2O4共存情况取决于O及Mn的化学势。计算结果表明,在热压缩连接界面处存在氧化、还原及解离等过程;当不锈钢界面处的氧化学势小于-386.97 kJ·mol-1时,热力学上所有金属氧化物将分解为金属相及解离氧。另外,基于热压缩连接界面氧化物表征,确定了 00Cr12Ni10MoTi实验钢构筑界面存在Cr2O3类型氧化物,并在高温保温过程中能够自发分解并溶解于基体。构建出特定环境变量下Cr2O3/FCC-Fe界面模型,采用过渡态理论计算了氧从氧化物一侧向基体一侧迁移的扩散驱动力。计算结果表明,在1200℃及e-10 atm氧分压条件下,O终端界面在热力学上更为稳定并且有利于氧空位形成。Cr2O3一侧氧扩散势垒依赖于路径:相比于Cr原子桥位,O原子倾向于穿过Cr原子配位四面体表面实现扩散。由于高扩散激活能（720 kJ·mol-1）,Cr2O3溶解受到解离氧原子向界面扩散过程的控制。高温保温处理将有利于上述过程发生,而Cr2O3/FCC-Fe界面作为能量有利路径能够促进氧向铁基体中扩散。
王俊美[4]（2021）在《低铂合金纳米材料微结构与电催化性能相关性研究》文中认为发展经济高效的燃料电池技术和制氢技术是解决全球能源和环境危机的重要途径,研制基于低铂合金纳米电催化材料的高性能电极是快速实现这一技术工业应用的关键之一。低铂合金催化材料的微结构与其电催化性能的相关性是设计并获得相应的高效纳米电催化材料的理论基础。本文以醇氧化反应和析氢反应为电催化反应模型,基于密度泛函理论结合集团展开方法对铂合金催化剂的微结构进行设计,并发展程序微流体的耦合竞争反应和耦合场工艺对纳米材料的合金成分、尺寸、形貌、表界面微结构、电子态等进行高精度在线调控;实验结合理论计算,对纳米合金催化剂的微结构与电催化性能相关性进行研究。通过对铂基纳米合金表层与内层元素占比的研究,发现在低铂含量和较低退火温度时,纳米团簇中会形成周期性缺陷,产生超微晶粒,提供更多晶界处的活性位点,大大提升其电催化性能;而外加磁场则能通过对催化剂表面电子和自旋态的调控,进一步促进催化性能的提升。最终研制出了对醇类电催化氧化和电催化析氢反应具有高效电催化效果的低Pt合金催化剂。具体如下:1.通过程序微流体高精度可控的耦合竞争反应,对纳米材料的微结构进行调控,制备出在碳黑上高度分散的具有丰富顶点/边角/侧面等活性位的FePt@（Fe1-xPtx）Oy（OH）z/C小尺寸纳米催化剂,该催化剂表现出优异的电催化甲醇氧化性能。系统研究了退火过程、混碳方式、刻蚀过程和Fe/Pt原子组分比对纳米催化剂微结构和性能的影响。基于密度泛函理论和集团展开方法解释了退火过程和不同Fe/Pt比的催化剂性能差异的原因,发现退火过程使合金的有序度增加,提高了 Pt与Fe原子间的协同作用,同时形成富Pt表层和富Fe亚表层结构,增强其稳定性。且在Fe/Pt原子比为2/1时,低温退火条件下纳米团簇内部产生了 Fe2Pt相,该相会自发产生周期性缺陷,促进了超微晶粒的产生,使得催化剂表面存在大量晶界。与（111）面的Pt原子相比,晶界处的部分凹界面Pt原子的广义配位数增加,提供更接近羟基的最佳吉布斯自由能的活性位点;而凸界面处的Pt原子配位数较低,更易吸附甲醇、乙醇等小分子物种,提高吸附物在凸晶界处的驻留数和驻留时间,使得凸晶界附近的Pt原子催化效率升高。进一步改变混碳方式和添加的合金元素,将碳黑与Ni的金属盐溶液预先混合,使纳米颗粒的成核-生长过程直接在载体碳黑上发生,合成了载体与碳黑具有增强相互作用的PtNix/C纳米催化剂,促进了催化剂主体与载体碳黑之间的电子转移。以乙醇电催化氧化和电催化析氢反应为模型进行研究,发现Pt/Ni 比为1/3时达到最优活性和稳定性,实现了低铂高效的目标。2.使用钨的氧化物和锰的氧化物与PtNi纳米晶构建近邻或异质结构PtNi/WO3/C和PtNi-MnOx/C复合纳米催化剂,分别利用金属氧化物与PtNi之间的协同作用和界面相互作用实现催化剂对氢吸附吉布斯自由能和氢吸脱附速率的改变,从而实现电催化析氢性能的提升。WO3的引入会减弱Pt-H键的强度,同时为氢的解吸附提供功能位点。而MnOx与 PtNi之间的界面促进了两者之间电子的转移,同时PtNi与MnOx间的电子相互作用改变了 PtNi的电子结构,进而促进了其析氢稳定性的提升。3.将磁场与流体场耦合来在线调控纳米颗粒形成各阶段的动力学参数,以Fe2Pt纳米团簇为研究模型,磁控条件下表面更多的Pt2+被还原为Pt0,使得纳米晶在保持原有多晶结构的基础上,表层活性位点大大增多。且在纳米团簇形成过程中,洛伦兹力改变了带电纳米晶的移动方向,这种连续的改变类似于向流体施加一个交变磁场而导致局部涡流的产生,从而对催化剂表面电子结构和自旋态进行调控。通过对比磁场和非磁场下合成的纳米颗粒的乙醇电催化氧化性能发现,磁场下合成的纳米颗粒表现出更加优异的活性和稳定性,实现了低铂合金纳米材料微结构的绿色有效调控和催化性能的提升。
谈灵操[5]（2020）在《基于拉伸流变的多孔微灌带一步法连续成型及其性能研究》文中研究说明我国人均水资源占有量持续下降,微灌技术对提高水资源利用率、促进农业增产增收、保证国家粮食安全起到至关重要的作用。虽然我国在节水灌溉器的研制方面取得了一定进展,但依然存在制造过程复杂、成型效率低、维护与回收再利用困难等缺陷。针对该问题,本文在团队自行研制体积拉伸流场主导的偏心转子挤出机基础上,采用挤出发泡吹塑一步法,在较短热机械历程下制造出新型低密度聚乙烯（Low-density polyethylene,LDPE）基与全生物降解的聚乳酸（Polylactic acid,PLA）基多孔微灌带,并对其微观结构与水力性能等关键指标进行了深入研究。主要工作如下:首先,分析了偏心转子挤出机输送特性及原理,并基于体积拉伸流变主导的塑料挤出特性制备了LDPE基发泡材料,通过在LDPE2426H基体中加入纳米炭黑（Carbon black,CB）、LDPE2520D、聚苯乙烯（Polystyrene,PS）、过氧化二异丙苯（Dicumyl peroxide,DCP）交联剂等不同材料,提高熔体强度及泡孔成核密度进行挤出发泡以改善泡孔结构,探究复合、共混与交联对聚合物泡沫材料结构与性能的影响。结果表明:多相多组分物料在体积拉伸流场下挤出发泡实现了良好混合分散,显着降低泡孔尺寸、提高泡孔密度与孔隙率,从而改善泡孔结构,明显提高泡沫性能。其次,利用偏心转子挤出机挤出发泡吹塑过程的双向拉伸破孔机制,构建微灌带内部的多孔多通道微观形态,制造出具有不同孔隙率与开孔率的多孔微灌带,研究了其综合性能与开孔机理。实验表明:拉伸或吹胀作用均可对泡沫进行良好地破孔,两者协同作用可实现更高的破孔效率,且开孔更为均匀,过高的拉伸比与吹胀比均会降低孔隙率与开孔率;拉伸比为2.0、吹胀比为1.2时,孔隙率与开孔率达到最高值;添加相容或不相容的第二相、交联或纳米复合可有效提高微灌带的孔隙率与开孔率,但不同材料体系在拉伸与吹胀过程中的开孔效率与机理有所差异,含有不相容硬相PS的LDPE基发泡材料开孔效率最低。接着,研究所成型的LDPE基多孔微灌带的水力性能,以及拉伸比与吹胀比、泡沫微观结构与水力性能之间的关系,并进一步剖析了微灌带渗流特性。结果表明:多孔微灌带的压力与流量关系符合指数关系,流态指数x介于0.9～2.0间,在很低压力下实现了微流量灌溉,具有良好的水力性能,且流量调节范围大;开孔率越高,流态指数x与渗透率K越大,渗水均匀度越高;拉伸与吹胀协同破孔可提高开孔均匀度,降低多孔微灌带的流态指数;适当的开孔率与灌溉压力可提高灌水均匀度。最后,采用本文所提出的挤出发泡吹塑一步法成型工艺,制备出全生物降解的PLA/聚丁二酸丁二醇酯（Polybutylene succinate,PBS）/有机蒙脱土（Organic montmorillonite,OMMT）纳米复合材料及其多孔微灌带,并研究了其力学性能、微观结构、水力性能等综合性能,探究PBS与OMMT对材料结构及性能的影响规律。实验表明:PBS形成原位亚微米级纤维,有利于材料的强韧化;OMMT在拉伸流场中实现了良好的分散、插层和剥离,并主要分布于PBS中和PBS/PLA界面上,其余以剥离态分布于PLA中,大幅提高了泡孔密度与孔隙率,降低了泡孔尺寸与表观密度;其水力性能与LDPE基多孔微灌带类似,压力与流量间符合指数关系,流态指数x介于0.9～1.7之间。本文所制备的多孔微灌带具有加工热历程短、成型过程简单、制造成本低、渗流特性好与流量调节范围大等优点,有望在使用过程中实现自适应的微流量节能灌溉,对推动多孔微灌带大范围应用具有重要的现实意义。
谭小莉[6]（2020）在《镍基过渡金属催化剂的制备及其电催化分解水性能研究》文中指出氢是理想的清洁能源和重要的化工原料,全世界对氢的需求逐年增加。电解水制氢由于其绿色（水为反应介质和氢源）、条件温和、可持续（可直接利用太阳能等可再生能源）的特点,具有广泛的应用前景。目前性能最优异的电催化剂为贵金属催化剂如Pt和IrO2、RuO2等。但是,贵金属较低的储量和高昂的价格极大地阻碍了它们的大规模应用,所以开发价格低廉、催化活性高、稳定性好的非贵金属催化剂显得很有必要。镍基过渡金属氢氧化物因其优越的电化学活性和稳定性,以及易于制备等特点,在电催化释氧反应（Oxygen evolution reaction,OER）和释氢反应（Hydrogen evolution reaction,HER）等方面受到了广泛的关注。泡沫镍（Nifoam,NF）自支撑过渡金属催化剂,因其催化剂与基底间的紧密结合,提高了催化剂与基底之间的结合力,可以防止催化剂在高电流密度下的脱落,从而能够显着提高催化剂的稳定性,具有很强的工程实用性。同时,多元过渡金属催化剂因其充分利用元素之间的协同作用,调控活性位点的电子结构,提高催化剂的催化活性而得到广泛研究。因此,本论文利用自支撑过渡金属催化剂和镍基多元金属氢氧化物的优点,以提高催化剂的电催化性能为目的,通过调控元素组分和比例,制备和系统研究了一系列二元、三元镍基过渡金属氢氧化物和硫化物电催化剂。本论文的主要内容和结论如下:（1）通过离子共沉淀法,在泡沫镍基底上制备了不同金属组分和比例的镍基二元氢氧化物纳米片阵列结构催化剂:NiMn-OH/NF、NiW-OH/NF和NiAl-OH/NF。其中,NiW-OH/NF-2具有最优的碱性OER性能,在300 mA/cm2过电势为381 mV,Tafel斜率为47.3 mV/dec,并且能够在300mA/cm2的恒电流测试中保持良好的稳定性。在Mn、Al和W金属元素中,因W具有较高的配位能力,使催化剂电子结构优化,因此OER性能提升显着。（2）在二元催化剂的基础上,为了进一步地提高镍基氢氧化物的OER性能,利用离子共沉淀法成功地制备出一系列镍基三元氢氧化物催化剂:N iMnW-OH/NF、NiMnZn-OH/NF和NiMnAl-OH/NF,并研究了其电催化产氧性能。其中,具有代表性的NiMnW-OH/NF-2催化剂展现出最优异的OER催化性能,其达到300 mA/cm2电流密度所需要的过电势仅为337 mV,Tafel斜率为37.3 mV/dec,并且能够在300mA/cm2的恒电流测试中保持良好的稳定性。通过Ni、Mn、W之间的协同作用,有效调控了活性位点的电子结构,使其具有最优的Tafel斜率,从而加快其反应速率。（3）通过水热法将S元素成功引入二元氢氧化物纳米片阵列,制备了自支撑镍基硫化物催化剂:Al-Ni3S2/NF、Mn-Ni3S2/NF和W-Ni3S2/NF,并系统研究了硫化后催化剂的形貌变化以及对其电催化产氢性能的影响。其中,W-Ni3S2/NF具有最佳的HER性能,达到-300 mA/cm2的过电势为347 mV。为了考察催化剂电催化分解水实际应用的可行性,以所制备的性能最佳的OER和HER催化剂:NiMnW-OH/NF和W-Ni3S2/NF分别作为阳极和阴极电极,在1.0MKOH溶液中构建了的双电极全解水电解槽。在400 mA/cm2的工业级电流密度下,NiMnW-OH/NF||W-Ni3S2/NF表现出良好的全解水性能,所需的电压仅为2.06 V,能量效率为60.77%,并且能够在400mA/cm2的恒电流测试中保持良好的稳定性,表明NiMnW-OH/NF||W-Ni3S2/NF催化体系在电催化分解水领域具备一定的应用潜力。本论文制备了二元及三元过渡金属氢氧化物纳米片阵列结构,探究了不同金属组分及比例的催化剂对OER性能的影响。同时,研究了硫化前后,S元素对催化剂的形貌及HER性能的影响规律。进一步地,在1.0MKOH溶液中构建了NiMnW-OH/NF||W-Ni3S2/NF双电极全解水电解槽,研究了其在大电流密度下的外加电压和能量效率。基于多元素的协同作用,优化活性位点电子结构,通过组分和形貌的调控,有效降低了电催化分解水反应的过电势,实现电催化全分解水的高能量转化效率。本论文为合理设计多金属镍基自支撑催化剂提供了新的思路,为实现镍基催化剂在电催化分解水的实际应用提供了更多的选择。
张鑫[7]（2020）在《铝基复合材料中CNTs/SiC/Al复合界面调控及其强化机理》文中研究指明碳纳米管（Carbon nanotubes,CNTs）增强铝基复合材料（Aluminum matrix composites,AMCs）因综合了铝基体和CNTs各自的优异特性,从而被认为是一种具有广阔应用前景的轻质高强结构功能一体化复合材料。然而,目前在CNTs增强AMCs的发展中,仍存在CNTs易团聚、CNTs/Al界面润湿性差、CNTs/Al界面反应难以控制等难题。本文针对以上制约CNTs-Al复合材料发展和应用的瓶颈问题,从复合材料的界面结构设计出发,提出了在CNTs/Al界面间引入纳米SiC层以改善其界面润湿性和界面结合、调控二者界面反应,以充分发挥CNTs在Al基体中强化效果的新思路。论文在结合变速球磨-粉末冶金-热挤压工艺制备了纳米SiC层包覆的CNTs增强AMCs的基础上,针对增强相的含量、结构以及制备工艺对AMCs的微观组织、界面结构以及力学性能和电学性能的影响展开了系统研究,揭示了增强相特征（含量、结构、分布等）与强化效果的关系,阐明了纳米CNTs-SiC复合相增强AMCs的强/韧化机理,为均衡CNTs增强AMCs的强度与塑/韧性的匹配提供了新的研究思路和方法。研究结果表明:通过对CNTs和适量纳米Si粉预混合粉末的配比和热处理工艺参数的调控,制备了不同结构的纳米CNTs-SiC复合粉末。同步超声搅拌分散实现了 CNTs与纳米Si颗粒的均匀混合,CNTs与纳米Si粉在1030℃发生了局部反应,在1200℃以上Si粉被完全反应并在CNTs表面生成了连续的纳米SiC层,而其芯部则保持CNTs原有的结构与成分;原位反应过程中Si原子通过扩散和蒸发-凝聚,优先在CNTs表面缺陷及附着活性基团处形核生成SiC,反应进程主要依赖C原子的间隙扩散和Si原子的空位迁移,而优先生成的SiC层会阻碍原子的纵向扩散,同时SiC层倾向于沿其密排面的<111>方向外延堆垛以维持最低的能量需求,最终在CNTs表面沿其轴向形成连续的SiC层。在采用变速球磨-粉末冶金-热挤压工艺制备的AMCs中,SiC层的引入降低了 CNTs表面能并减小了增强相与基体之间的比重差,改善了 CNTs-SiC复合相在基体中的分散均匀性,同时抑制了 CNTs/Al间界面反应,防止了 Al4C3硬脆相的生成,提升了 AMCs的结构稳定性;弥散分布的CNTs-SiC复合相对晶界迁移起到了有效的钉扎作用,从而防止了基体晶粒的粗化;SiC过渡层的引入将CNTs/Al4C3/Al之间的界面结构转变为CNTs/SiC/Al复合界面结构,在保证复合界面结构稳定性的前提下,增强了 Al基体与增强相的界面结合强度。随着增强相含量的增加,CNTs/SiC-Al复合材料在保持良好伸长率（>19%）的前提下强度呈上升趋势,而CNTs-Al复合材料的力学性能随增强相含量的增加则持续降低。随着纳米SiC层在CNTs-SiC复合相中占比的增加,其在CNTs表面的包覆均匀性随之提升,CNTs/SiC/Al复合界面的粘着功由CNTs/Al的200 mJ/m2增加为1300 mJ/m2,界面剪切强度也较CNTs/Al显着增加;在增强相/基体界面润湿性及界面结合强度显着提升的前提下,载荷通过界面的传递效率得到有效提升,充分发挥了 CNTs在铝基体中的承载作用,因此CNTs/SiC-Al复合材料的力学性能随SiC层厚度的增加呈现出上升的趋势;2.0（1CNTs-1SiC）-Al复合材料的抗拉强度达到212 MPa,较纯铝、1.0CNTs-Al和1.0SiC-Al复合材料分别提升了 66.9%、43.2%和35.0%,达到了有效的协同强化效果,同时其伸长率和电导率仍能保持在18.8%和48%IACS。复合材料强化效率的提升源于CNTs/Al界面润湿性和界面结合的加强,在CNTs/SiC/Al多元复合界面的连接作用下应力和声子等信息得到更为有效地传递,CNTs承载强化对复合材料强度贡献显着增加的同时,保持了铝基体良好的塑/韧性和电学性能;此外,由增强相/基体热错配引起的位错强化、Orowan强化以及细晶强化等机制协同作用,最终使得纳米CNTs-SiC复合相增强AMCs的综合性能得到显着提升。综上,本文采用在CNTs/Al界面引入纳米SiC层的创新性思路,实现了CNTs-SiC复合相增强AMCs的可控制备,有效改善了CNTs在铝基体中强化效果难以发挥的共性瓶颈问题,阐明了与纳米CNTs-SiC复合相增强AMCs相匹配的强/韧化机理,为轻质高强结构功能一体化AMCs的研制和应用提供了实验依据和理论参考。
陈官[8]（2020）在《铁氧化物杂化纳米粒子增韧改性环氧树脂复合材料研究》文中研究表明碳纤维（CF）复合材料凭借其良好的比强度、比刚度以及可设计性等,被广泛地应用在诸多领域。但CF复合材料在实际应用中存在层间失效问题。这极大地限制了它在高科技产品中的使用。因此,通过简单、高效的方法,解决CF复合材料层间失效的问题,对CF复合材料的推广与应用具有十分深远的意义。其中,改善环氧树脂（EP）基体断裂韧性被认为是一种简单有效、经济实用的方法。为了提高EP的断裂韧性(KIC)和CF复合材料的I型层间韧性(GIC),本论文以液相沉积-空气氧化法制备的针状羟基氧化铁（γ-FeOOH）为前驱体。采用煅烧法和静电自组装法对γ-FeOOH进行处理,分别得到羟基氧化铁和三氧化二铁复合纳米粒子（γ-FeOOH@Fe2O3）和氧化石墨烯（GO）包覆羟基氧化铁（GO@γ-FeOOH）,并将两者分别作为增韧填料,用来改善EP的断裂韧性以及CF复合材料的I型层间韧性,并且系统的阐述了两种复合纳米粒子的增韧机理。本论文的研究内容分为以下四个部分:（1）γ-FeOOH@Fe2O3的制备与表征:在不同的温度和煅烧时间的条件下煅烧γ-FeOOH,获得不同饱和磁化强度的γ-FeOOH@Fe2O3复合纳米粒子。对纳米粒子进行了晶体成分、形貌、磁性能及热失重分析。结果表明:经过煅烧的纳米粒子长径比保持不变,但煅烧后纳米粒子表面颗粒状物质增多。经200℃、250℃、300℃、350℃条件下煅烧的纳米粒子,其饱和磁化强度随γ-Fe2O3含量的增加而上升。γ-FeOOH在约250℃时开始转变为γ-Fe2O3,且随着煅烧时间的延长和煅烧温度的升高,γ-FeOOH的成分逐渐转变为γ-Fe2O3。（2）γ-FeOOH@Fe2O3增强EP复合材料的研究:将各种条件下煅烧的纳米粒子分散到EP中,筛选出增韧效果合适的纳米粒子,将其作为研究磁场取向效果的填料。在有/无磁场的诱导下制备成二元复合材料（γ-FeOOH@Fe2O3/EP）和三元复合材料（γ-FeOOH@Fe2O3/CF/EP）,采用三点弯曲实验（SENB）测试γ-FeOOH@Fe2O3/EP的临界强度因子(KIC),并采用双臂悬梁实验（DCB）测试γ-FeOOH@Fe2O3/CF/EP的I型层间韧性(GIC)。结果表明:在250℃、1 h煅烧条件下得到的γ-FeOOH@Fe2O3的增韧效果最佳。该粒子在磁场诱导下制备的1 wt%γ-FeOOH@Fe2O3/EP,KIC为2.45 MPa.m1/2,比EP提高84%,比无磁场诱导的γ-FeOOH@Fe2O3/EP提高66%。有磁场诱导的1wt%γ-FeOOH@Fe2O3/CF/EP的GIC为0.9 k J/m2,较CF/EP增加90%,较无磁场诱导的γ-FeOOH@Fe2O3/CF/EP提高了50%。（3）GO@γ-FeOOH的制备与表征:采用静电自组装技术将GO和γ-FeOOH通过静电吸引力制备出具有一维结构的复合粒子GO@γ-FeOOH,并使用硼氢化钠对该纳米粒子进行还原处理,得到还原后的纳米粒子（RGO@FeOOH）。对复合纳米粒子进行了晶体成分、磁性能、化学结构以及形貌表征分析。实验结果表明:GO@γ-FeOOH的晶型与γ-FeOOH的一致,GO@γ-FeOOH的饱和磁化强度比FeOOH降低1.95emu/g,GO@γ-FeOOH中表面存在C=O双键含量较γ-FeOOH增多,还原后的RGO@FeOOH C=O键含量减少。GO@γ-FeOOH中存在大量GO的褶皱,从TEM中可以完整的看出GO成功包覆在FeOOH表面。（4）GO@γ-FeOOH增强EP复合材料的研究:将GO、FeOOH、GO@γ-FeOOH、RGO@FeOOH分别添加到EP中,制备出对应的二元复合材料GO/EP、γ-FeOOH/EP、GO@γ-FeOOH/EP、RGO@γ-FeOOH/EP和三元复合材料GO@γ-FeOOH/CF/EP。采用SENB测试二元复合材料的KIC,DCB测试GO@γ-FeOOH/CF/EP的GIC。结果表明:当GO@γ-FeOOH的含量为0.5 wt%时,GO@γ-FeOOH/EP的KIC比EP提高40%,在磁场的诱导下,KIC较空白试样增加139%。γ-FeOOH/EP、GO/EP、RGO@γ-FeOOH/EP的KIC较空白试样分别提高37%、17%、25%。在此含量下,GO@γ-FeOOH/CF/EP的GIC较CF/EP增加42%,有磁场诱导的GO@γ-FeOOH/CF/EP的GIC提高89%。
陈政君[9]（2020）在《过渡金属复合电催化剂的设计、合成及电解水催化性能研究》文中认为氢是一种洁净、高效的二次能源载体,其与一次可再生能源耦合应用有望根本性解决能源短缺、环境污染等全球性问题。利用太阳能、风能、潮汐能等一次绿色能源产生的电能分解水,在提供可持续制氢方式的同时,为可再生能源的有效利用提供了可行性方案,而实现这一愿景的关键在于发展高效能电解水技术。电解水涉及析氢反应（HER）和析氧反应（OER）两个半反应。贵金属Pt和Ir基、Ru基氧化物分别因其优异的HER、OER活性而为人们所熟知,但因资源稀缺和成本高昂,这些贵金属催化剂难以得到广泛的技术应用。数十年来,各国研究人员积极致力于研发高效、低成本的HER/OER催化剂,在创制新材料、发展制备技术和深化机理认识等方面取得了积极进展,但现有催化剂的催化性能仍远低于实用要求。因此,研制高性能、低成本的HER/OER电催化剂用于降低反应能耗仍是推进电解水技术实用化进程中亟待解决的关键问题。基于此研究现状,本文以贵金属Pt以及非贵过渡金属磷化物、硼化物为研究对象,重点围绕高效、低成本电解水催化剂的设计与制备、催化剂相组成-结构-性能的关联性等科学/技术问题展开研究,取得主要进展如下:（1）在密度泛函理论计算结果的指导下,结合运用协同催化、表面元素修饰、结构纳米化等改性策略设计、合成了可高效催化碱性HER的Pt/Ni O@Ni/NF负载型纳米复合电催化剂。首先顺序采用电沉积、电化学刻蚀方法制得泡沫镍负载的Ni O@Ni膜,后采用静电吸附和电化学还原方法引入细小的Pt纳米簇/纳米颗粒。通过此方法制得的目标催化剂的Pt含量低至～0.1 mg cm-2,但其碱性HER催化活性甚至优于商业Pt/C催化剂,且具良好的耐久性,这得益于大量Pt/Ni O协同催化活性位的成功构筑及催化剂材料的良好导电性。该工作从提高贵金属利用效率角度出发,采用简便方法制得了兼具高催化性能和低材料成本的HER催化剂,为研发高性价比电催化剂提供了一种可行方案。（2）采用水热结合后续磷化的方法,制得泡沫镍负载的具有3D分级纳米结构的Ni2-xMoxP/Ni Mo O4-y电催化剂,其中Ni2-xMoxP以细小纳米颗粒形式弥散分布于富含氧缺陷的Ni Mo O4-y纳米片基底上。DFT计算表明,Ni Mo O4-y可有效促进水解离,Ni2-xMoxP可促进氢原子复合脱附,两者结合可协同催化碱性HER;构筑分级纳米结构有助于增多活性位点数量并改善反应物/产物的传质动力学;此外,基底氧化物晶格中引入大量氧缺陷可有效提升催化剂的导电性。基于以上因素,Ni2-xMoxP/Ni Mo O4-y/NF电催化剂在碱性介质中展现出优异的HER活性和稳定性,仅需～36 m V的过电位即可达到10 m A cm-2的电流密度,综合性能居于同类催化剂先进水平。该工作采用简便合成方法同时实现了本征活性改善、活性位点数目增加与可及性改善,以及催化剂导电性提升,凸显了多要素催化剂设计的重要性和方法实现的可行性。（3）采用简单的化学镀方法制得泡沫镍负载的非晶Co B催化剂,继而研究了其碱性水电解催化性能。结合运用结构表征、光谱分析、化学态分析等技术,揭示了Co B催化剂在碱性OER过程中发生表面物相转变,生成具有催化活性的Co OOH,因而体现出良好的OER活性;研究发现,Co B催化剂同时具有碱性HER活性,其可能的催化机理是:Co/B原子间发生电子转移而形成富电子的金属Co活性位点;在HER条件下,Co B催化剂表面部分氧化形成Co（OH）2,两者组合构成碱性HER协同催化活性位。采用Co B/NF同时作为阴极和阳极的水电解池仅需1.69 V电压即可提供10 m A cm-2的电流密度。该工作揭示了廉价过渡金属硼化物用作碱性全解水双功能电催化剂的潜力。上述研究工作通过结合运用多种改性策略和简便制备方法,设计、合成了数种新型电解水催化剂,在拓展电催化材料研究范畴、提升碱性HER/OER催化活性的同时,丰富/深化了电解水催化剂相组成-结构-性能的内在关联性认识,为研制高效、低成本电解水催化剂提供了实验基础与理论依据。
张晴晴[10]（2020）在《胺改性石墨烯及含铁氧化物三维炭材料的电化学性能研究》文中研究表明超级电容器是电能存储与使用的重要器件,不断提高其能量密度是人们追求的目标。目前,各类具有高比表面积、良好稳定性的多孔炭是超级电容器电极材料的主要成分。因此开发具有高比容量的新型炭材料成为研究的主攻方向。具有二维纳米结构的石墨烯是构筑新型炭材料的重要基石,人们正试图以此构建具有特定三维结构的炭材料,以达到获得高比容量的目的。来源于天然石墨的氧化石墨烯富含多种官能团,便于化学改性与批量制备。氧化石墨烯的胺改性技术在调控其结构、提高材料比容量方面具有先进性,备受关注。另外,聚苯胺价廉易得,形貌可设计性强,高温碳化后其原始形态基本得到保留,也是近期定向制备炭材料时常选的碳源。采用聚苯胺与含铁氧化剂一同碳化,有望获得具有三维石墨化结构的炭材料。本论文以提高超级电容器电极材料的比容量为研究目标,探索了构建新型三维炭材料的方法,成功制备了胺改性氧化石墨烯及含铁氧化物的三维炭材料和具有石墨化炭壁的微米级炭碗、空心炭球。并研究了它们的制备条件对炭材料形貌、结构和电化学性能的影响规律。通过采用不同的一元胺、二元胺及多元胺作为改性剂和还原剂,经水热法或溶剂热法,制备了胺改性氧化石墨烯材料。在三电极电化学体系下,以0.5 mol/L的H2SO4为电解液,采用循环伏安法,研究了不同种类胺对改性氧化石墨烯材料比容量的影响情况。研究发现,改性分子可以有效地防止还原后氧化石墨烯层的重新堆积,使改性材料具有多层次的多孔结构,从而提高材料的比容量。而且改性剂的分子结构对产物的比容量影响很大,具有特定共轭结构的改性剂,如1,5-萘二胺和对苯二胺,能更显着地提高材料的比容量,在5 m V/s的扫描速率下,两者改性氧化石墨烯材料的比容量分别为424.8 F/g和379.5 F/g。然后采用不同的芳香胺低聚物作为改性剂和还原剂,在溶剂热条件下,制备了具有三维结构的芳香胺低聚物改性氧化石墨烯材料。并对其结构、形貌及比容量等特性进行了系统地研究。结果表明,60℃水浴48 h得到的对苯二胺低聚物,具有最佳的改性效果,以0.5 mol/L的H2SO4为电解液,在5 m V/s的扫描速率下,材料的比容量为452.7F/g。以此材料作为电极活性物质,组装成模型超级电容器,其能量密度为6.8W·h/kg时,功率密度为516.3 W/kg。且经过1 000次充放电循环后比容量保持率在87.9%以上。同时,探索了芳香胺低聚物改性氧化石墨烯的机理,提出了构建具有三维结构的改性氧化石墨烯材料的方法。为进一步提高材料的比容量,通过水热法或溶剂热法,将对苯二胺低聚物改性氧化石墨烯与纳米Fe2O3复合,制备了三维复合材料。并探索了反应温度、反应物质量比以及溶剂配比等条件对材料形貌和比容量的影响。研究表明,当反应温度为160℃,反应物质量比为Fe Cl3·6H2O︰GO=1︰4,溶剂为5 m L水与35 m L乙二醇的混合溶液时,是最佳的工艺条件。所制得材料的比容量最高,以6 mol/L的KOH为电解液,在5 m V/s的扫描速率下,其比容量为443.9 F/g。并用其制得的模型超级电容器,能量密度为6.6 W·h/kg时,功率密度为560.1 W/kg,且经过1 500次循环后比容量保持率为79.6%以上。另外,采用炭化石墨化处理聚苯胺/纳米Fe3O4复合物的方法,制备了三维石墨化介孔炭材料。并研究了炭化石墨化温度对材料的形貌、孔结构和比容量等影响情况。研究表明,石墨化温度从800℃到1 000℃,复合物转变为不规则颗粒状的多孔炭;到1 200℃时,形成了大量具有石墨化炭壁的微米级炭碗;到1 300℃时,形成了石墨化程度较高的微米级空心炭球。另外,石墨化温度还可以调控材料的孔结构及比表面积,平均孔径为5.9～19.9 nm,比表面积为62.6～677.8 m2/g。循环伏安法测试表明,以0.5 mol/L的H2SO4为电解液,在5 m V/s的扫描速率下,经过800℃石墨化处理所得炭材料的比容量最高,为161.4 F/g。总之,氧化石墨烯经芳香胺低聚物改性后具有三维多层次的多孔结构,表现出良好的比容量。经与铁氧化物复合后,材料电化学储能特性进一步提高。另外,利用铁氧化物及聚苯胺可以可控地制备三维石墨化炭材料。此类具有三维结构的炭材料在能源存储等诸多领域具有广阔的应用前景。
二、二元协同纳米界面材料的设计和研制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、二元协同纳米界面材料的设计和研制（论文提纲范文）
（1）纳米体吸收全光谱光/热协同制氢机理与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 太阳能全光谱选择性利用 |
| 1.2.1 太阳光谱选择方法 |
| 1.2.2 微纳材料的等离激元效应和能带效应 |
| 1.3 太阳光和太阳热驱动的化学反应 |
| 1.3.1 太阳能光-热-化学反应 |
| 1.3.2 太阳能光化学反应 |
| 1.3.3 光热协同反应的含义 |
| 1.3.4 光热协同反应的机理与实验研究现状 |
| 1.4 太阳能光化学反应循环研究现状 |
| 1.4.5 光化学循环的太阳能转化 |
| 1.4.6 循环机理与氧载体研究进展 |
| 1.5 本文研究内容和预期目标 |
| 第2章 纳米颗粒的光捕获、吸收与转换机理 |
| 2.1 太阳光的电磁理论简述 |
| 2.2 单颗粒光子吸收模型 |
| 2.2.1 球形纳米颗粒 |
| 2.2.2 复杂形貌纳米颗粒 |
| 2.3 多颗粒光子吸收模型 |
| 2.4 光子声子能量转化方程 |
| 2.4.3 光子吸收的微观机理 |
| 2.4.4 光子-电子-声子及氧空位转化 |
| 2.5 纳米流体的光热转化规律 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 光谱选择性体吸收热化学转化机制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于等离激元的太阳全光谱互补 |
| 3.2.1 全光谱互补光-热-合成气/光电转换方法 |
| 3.2.2 全光谱互补的光-热-化学/光电转换 |
| 3.3 基于等离激元的全光谱能量转化模型 |
| 3.3.1 纳米光谱选择吸收/产热模型 |
| 3.3.2 光谱选择的光电转换 |
| 3.3.3 太阳能光-热-化学合成气及全光谱发电 |
| 3.3.4 纳米光热、光电转换的评价指标 |
| 3.4 全光谱能量传递和转化规律 |
| 3.4.1 纳米流体的光谱选择性吸收 |
| 3.4.2 吸收波段的光-热转换性能 |
| 3.4.3 吸收波段转化学能的性能 |
| 3.5 全光谱等离激元纳米流体互补发电规律 |
| 3.5.1 典型工况太阳能发电性能 |
| 3.5.2 输出电流的光谱响应 |
| 3.5.3 输出电能对关键参数的灵敏性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 全光谱光/热协同制氢研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光热协同反应的全光谱能量转化研究思路 |
| 4.3 实验设计 |
| 4.3.1 实验流程 |
| 4.3.2 实验台主体 |
| 4.3.3 纳米光热协同反应材料 |
| 4.3.4 光电性能的伏安法测试 |
| 4.3.5 实验操作及实验条件 |
| 4.4 光热协同的光谱吸收特性 |
| 4.5 光热协同反应性能与増效机理 |
| 4.5.6 光热协同反应产氢性能 |
| 4.5.7 聚光条件的等离激元和热效应 |
| 4.6 可见-近红外光谱的光电转换特性 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 聚光化学循环分解水制氢方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 聚光化学循环分解水方法与优势 |
| 5.3 聚光化学循环实验设计与搭建 |
| 5.3.1 光化学循环原理性反应器 |
| 5.3.2 聚光光化学分解水制氢反应系统 |
| 5.3.3 原位聚光-热重分析仪设计 |
| 5.4 实验台可行性验证 |
| 5.5 聚光驱动体相氧的氧载体探索 |
| 5.5.4 二元金属氧化物 |
| 5.5.5 氧离子导体型金属氧化物 |
| 5.5.6 过渡金属氧卤/氧氮化物 |
| 5.6 纳米局域光子/热声子转化规律初探 |
| 5.6.7 研究背景 |
| 5.6.8 光子/声子局域转化模型 |
| 5.6.9 纳米光子/热声子转化规律 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 主要研究成果 |
| 6.2 主要创新点 |
| 参专文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）基于静电纺丝的多元复合纳米纤维的制备及其电磁波吸收性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及目的 |
| 1.2 电磁波吸收材料基础理论 |
| 1.2.1 吸波材料的基本吸收原理 |
| 1.2.2 吸波材料的性能评价标准 |
| 1.2.3 吸波材料的阻抗匹配机制 |
| 1.2.4 吸波材料的损耗机制 |
| 1.3 电磁波吸收材料的研究现状 |
| 1.3.1 碳质吸波材料的研究现状 |
| 1.3.2 半导体吸波材料的研究现状 |
| 1.3.3 磁性金属吸波材料的研究现状 |
| 1.4 静电纺丝技术概述 |
| 1.4.1 静电纺丝技术的基本原理 |
| 1.4.2 静电纺丝技术的有关参数 |
| 1.4.3 静电纺丝技术在吸波领域中的应用 |
| 1.5 本文的研究重点和研究内容 |
| 1.5.1 本文的研究重点 |
| 1.5.2 本文的研究内容 |
| 第二章 实验原料、设备及测试方法 |
| 2.1 实验原料与试剂 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 材料分析与表征 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM) |
| 2.3.3 高分辨透射电子显微镜(HR-TEM) |
| 2.3.4 拉曼光谱仪 |
| 2.3.5 热重分析仪(TGA) |
| 2.3.6 BET表面吸附分析仪 |
| 2.3.7 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.8 振动样品磁强计(VSM) |
| 2.3.9 电感耦合等离子光谱发生仪(ICP) |
| 2.3.10 矢量网络分析仪(VNA) |
| 第三章 ZnO/Co二元复合空心纤维的制备及电磁波吸收性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验过程 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料物相与结构表征 |
| 3.3.2 材料电磁特性表征 |
| 3.3.3 材料电磁波吸收性能及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 MnO/C和MnS/C二元复合纤维制备及电磁波吸收性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 实验过程 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 材料物相与结构表征 |
| 4.3.2 材料电磁波吸收性能 |
| 4.3.3 材料电磁参数分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 TiO_2/Ni/C三元复合纤维的制备及电磁波吸收性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验原料 |
| 5.2.2 实验过程 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 材料物相与结构表征 |
| 5.3.2 材料电磁波吸收性能 |
| 5.3.3 材料电磁参数分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 TiO_2/Co/C三元复合纤维的制备及电磁波吸收性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验原料 |
| 6.2.2 实验过程 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 材料物相与结构表征 |
| 6.3.2 材料电磁波吸收性能 |
| 6.3.3 材料电磁参数分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 石墨化程度对吸波性能的影响机制探索及其拓展 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验部分 |
| 7.2.1 实验原料 |
| 7.2.2 实验过程 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 材料物相与结构表征 |
| 7.3.2 材料电磁波吸收性能 |
| 7.3.3 材料电磁参数分析 |
| 7.4 上述分析在其他类型碳系材料中的拓展尝试 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 本文的创新点 |
| 8.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及专利 |
| 附录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）低温工程用高强高韧不锈钢大锻件构筑成形与组织性能控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 典型低温工程及选材 |
| 1.2.1 LNG船用钢 |
| 1.2.2 热核聚变工程实验堆组件 |
| 1.2.3 超低温压缩机 |
| 1.3 低温用马氏体时效不锈钢 |
| 1.3.1 低温用马氏体时效不锈钢研究现状 |
| 1.3.2 低温用马氏体时效不锈钢成分特点 |
| 1.3.3 低温用马氏体时效不锈钢多相组织及强韧化机制 |
| 1.4 低温工程用马氏体时效不锈钢大锻件制造工艺 |
| 1.4.1 低温工程用大锻件研制难点 |
| 1.4.2 低温工程用大锻件制备工艺 |
| 1.4.3 低温工程用大锻件热处理工艺 |
| 1.5 构筑成形界面愈合机理 |
| 1.5.1 界面多尺度愈合机制 |
| 1.5.2 界面氧化物演化实验研究 |
| 1.5.3 界面氧化物高温溶解机制 |
| 1.6 选题背景、意义及主要研究内容 |
| 第2章 主要研究方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试样制备 |
| 2.3 相变点测定 |
| 2.4 力学性能测试 |
| 2.4.1 拉伸测试方法 |
| 2.4.2 冲击测试方法 |
| 2.5 微观组织表征及分析 |
| 2.5.1 微观组织观察 |
| 2.5.2 物相分析 |
| 2.5.3 微区纳米压痕测试 |
| 2.5.4 热力学计算 |
| 2.6 界面氧化物演化的计算方法 |
| 2.6.1 第一性原理计算方法 |
| 2.6.2 密度泛函理论 |
| 2.6.3 交换关联近似 |
| 2.6.4 3d金属氧化物DFT+U方法 |
| 2.6.5 过渡态理论及CINEB方法 |
| 2.6.6 VASP计算软件介绍 |
| 第3章 时效温度对低温用马氏体时效不锈钢组织及性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热处理工艺设计 |
| 3.3 时效过程中多级微观组织演化 |
| 3.3.1 时效态基体 |
| 3.3.2 析出相与逆转变奥氏体 |
| 3.4 时效温度对力学性能的影响 |
| 3.4.1 拉伸性能 |
| 3.4.2 冲击韧性 |
| 3.5 纳米相析出强化及低温韧化机制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 超细晶双相马氏体时效不锈钢强韧化机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 新型热处理工艺设计 |
| 4.2.1 设计原理 |
| 4.2.2 工艺路线 |
| 4.3 两步低温固溶工艺对基体组织的影响 |
| 4.3.1 双低温固溶态基体 |
| 4.3.2 双低温固溶过程中的非扩散型相变 |
| 4.4 过时效处理构建超细晶双相组织 |
| 4.4.1 短期时效处理后的组织 |
| 4.4.2 过时效态双相组织 |
| 4.4.3 双相组织中纳米析出相稳定性 |
| 4.5 超细晶双相组织对力学性能的影响机理 |
| 4.5.1 强韧性能 |
| 4.5.2 双相析出强化 |
| 4.5.3 多重低温韧化机制 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 不锈钢构筑界面氧化物分解与扩散机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 316奥氏体不锈钢界面氧化物分解的热力学机制 |
| 5.2.1 模型及计算参数 |
| 5.2.2 氧化物类型结构 |
| 5.2.3 氧化物形成能 |
| 5.2.4 Mn-Cr-O热力学相图 |
| 5.2.5 界面MnCr_2O_4热力学分解过程 |
| 5.3 Fe-Cr-Ni马氏体不锈钢界面氧化物溶解现象及氧扩散行为 |
| 5.3.1 实验方法 |
| 5.3.2 界面氧化物演化 |
| 5.3.3 界面构建与计算参数 |
| 5.3.4 氧扩散行为 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 某低温工程用00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢大锻件研制与关键性能评价 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 作者简介 |
（4）低铂合金纳米材料微结构与电催化性能相关性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 电催化概述 |
| 1.2 Pt基电催化剂的微结构和电子结构效应 |
| 1.2.1 电催化剂的尺寸效应 |
| 1.2.2 电催化剂的组分效应 |
| 1.2.3 电催化剂的表界面结构效应 |
| 1.3 Pt基电催化剂的应用 |
| 1.3.1 质子交换膜燃料电池 |
| 1.3.2 电解水制氢 |
| 1.3.3 CO毒性物质氧化 |
| 1.4 Pt基电催化剂的制备 |
| 1.4.1 水热法和溶剂热法 |
| 1.4.2 浸渍法 |
| 1.4.3 种子生长法 |
| 1.4.4 胶体法 |
| 1.4.5 其它合成方法 |
| 1.5 微流控技术 |
| 1.5.1 微流控系统概述 |
| 1.5.2 微流控系统在纳米材料可控制备中的应用 |
| 1.5.3 微流控技术在纳米材料合成中的应用前景展望 |
| 1.6 理论计算方法 |
| 1.6.1 密度泛函理论 |
| 1.6.2 集团展开理论 |
| 1.7 本课题的研究意义和主要研究内容 |
| 2 铂合金催化剂的分子结构设计及实施方案 |
| 2.1 Pt合金催化剂分子结构设计 |
| 2.2 理论计算指导Pt合金催化剂分子结构设计 |
| 2.2.1 计算方法和参数设置 |
| 2.2.2 铂合金计算理论模型 |
| 2.3 铂合金体系实现工艺 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 合金元素对Pt合金催化剂的微结构调控及其性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 催化剂的制备 |
| 3.2.3 催化剂的表征 |
| 3.2.4 催化剂的性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 FePt/C催化剂的表界面调控及其电催化甲醇氧化性能 |
| 3.3.2 Fe_2Pt/C纳米催化剂的微结构与电催化甲醇氧化性能关系 |
| 3.3.3 PtNi_x/C的微结构调控及其电催化乙醇氧化和析氢性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 WO_3和MnO_x增强PtNi/C催化剂析氢性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 催化剂的制备 |
| 4.2.3 催化剂的表征 |
| 4.2.4 催化剂的性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 PtNi/WO_3/C催化剂的结构与性能研究 |
| 4.3.2 PtNi-MnO_x/C催化剂的结构与性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 耦合场对Pt合金催化剂的微结构调控及其性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 催化剂的制备 |
| 5.2.3 催化剂的表征 |
| 5.2.4 电化学性能测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）基于拉伸流变的多孔微灌带一步法连续成型及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 物理量名称及符号 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微灌技术研究现状 |
| 1.2.1 滴灌灌水器 |
| 1.2.2 滴灌带制造 |
| 1.2.3 渗灌技术 |
| 1.3 多孔聚合物制备方法 |
| 1.3.1 发泡法 |
| 1.3.2 其他方法 |
| 1.4 PE与PLA发泡研究现状 |
| 1.4.1 PE发泡 |
| 1.4.2 PLA发泡 |
| 1.5 现状总结与问题分析 |
| 1.6 本文的研究意义、内容和创新点 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.6.3 创新点 |
| 第二章 拉伸流变主导的挤出发泡特性及实验方案 |
| 2.1 连续体积拉伸流场 |
| 2.2 拉伸流变主导的塑化输运装置 |
| 2.2.1 偏心转子挤出机结构与原理 |
| 2.2.2 体积拉伸流场下的发泡特性 |
| 2.3 实验方案 |
| 2.3.1 实验原材料 |
| 2.3.2 设备及仪器 |
| 2.3.3 样品的制备 |
| 2.3.4 测试与表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 拉伸流场主导的LDPE基发泡材料结构与性能 |
| 3.1 LDPE发泡 |
| 3.1.1 泡孔结构 |
| 3.1.2 结晶性能 |
| 3.1.3 力学性能 |
| 3.2 LDPE/CB发泡 |
| 3.2.1 复合材料 |
| 3.2.2 泡孔结构 |
| 3.2.3 结晶性能 |
| 3.2.4 力学性能 |
| 3.2.5 发泡过程 |
| 3.3 LDPE/PS发泡 |
| 3.3.1 共混材料 |
| 3.3.2 泡孔结构 |
| 3.3.3 结晶性能 |
| 3.3.4 力学性能 |
| 3.3.5 LDPE/PS/CB发泡 |
| 3.4 LDPE/LDPE/CB发泡 |
| 3.4.1 泡孔结构 |
| 3.4.2 结晶性能 |
| 3.4.3 力学性能 |
| 3.5 LDPE/DCP/CB发泡 |
| 3.5.1 泡孔结构 |
| 3.5.2 结晶性能 |
| 3.5.3 力学性能 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 加工工艺对LDPE基多孔微灌带结构与性能影响 |
| 4.1 挤出工艺的影响 |
| 4.1.1 转速的影响 |
| 4.1.2 温度的影响 |
| 4.2 吹塑工艺的影响 |
| 4.2.1 拉伸破孔 |
| 4.2.2 吹胀破孔 |
| 4.2.3 吹拉协同破孔 |
| 4.3 各材料体系比较 |
| 4.3.1 基本属性 |
| 4.3.2 破孔机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 LDPE基多孔微灌带水力性能及渗流特性 |
| 5.1 压力与流量关系 |
| 5.2 渗水均匀度系数 |
| 5.3 各材料体系比较 |
| 5.4 渗流特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 拉伸流场主导的PLA基多孔微灌带结构与性能 |
| 6.1 PLA/PBS共混物 |
| 6.1.1 微观形貌 |
| 6.1.2 结晶性能 |
| 6.1.3 冲击韧性 |
| 6.2 PLA/PBS/OMMT复合材料 |
| 6.2.1 微观形貌 |
| 6.2.2 剥离机理 |
| 6.2.3 溶解实验 |
| 6.2.4 DSC分析 |
| 6.2.5 DMA分析 |
| 6.2.6 热稳定性分析 |
| 6.2.7 力学性能测试 |
| 6.3 PLA/PBS/OMMT发泡材料 |
| 6.3.1 微观结构 |
| 6.3.2 力学性能 |
| 6.4 PLA基多孔微灌带性能 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（6）镍基过渡金属催化剂的制备及其电催化分解水性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电催化分解水原理 |
| 1.2.1 电催化析氢反应 |
| 1.2.2 电催化析氧反应 |
| 1.3 电催化分解水析氢催化剂的研究现状 |
| 1.3.1 过渡金属硫化物与硒化物 |
| 1.3.2 过渡金属氮化物与磷化物 |
| 1.3.3 过渡金属氧化物和氢氧化物 |
| 1.3.4 非金属化合物 |
| 1.4 电催化分解水析氧催化剂的研究现状 |
| 1.4.1 过渡金属氧化物 |
| 1.4.2 过渡金属氢氧化物 |
| 1.4.3 其他典型的OER催化剂 |
| 1.5 电催化剂性能评价指标 |
| 1.6 选题依据与关键科学问题 |
| 1.7 研究思路与工作内容 |
| 1.8 技术路线 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.1.1 实验试剂与材料 |
| 2.1.2 实验仪器与设备 |
| 2.2 样品的结构表征 |
| 2.2.1 场发射扫描电子显微镜 |
| 2.2.2 透射电子显微镜 |
| 2.2.3 X射线衍射仪 |
| 2.2.4 X射线光电子能谱 |
| 2.3 样品的电化学性能测试 |
| 2.3.1 循环伏安法 |
| 2.3.2 线性扫描伏安曲线 |
| 2.3.3 电化学阻抗谱 |
| 2.3.4 稳定性测试 |
| 2.4 相关计算方法 |
| 2.4.1 Tafel斜率 |
| 2.4.2 电化学活性表面积 |
| 2.4.3 电解水装置的能量效率 |
| 3 镍基二元氢氧化物的制备及其电催化析氧性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 不同金属组分镍基二元氢氧化物的形貌和结构表征 |
| 3.3.2 不同金属组分镍基二元氢氧化物的电催化析氧性能研究 |
| 3.3.3 不同W含量对镍基二元氢氧化物OER性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 镍基三元氢氧化物的制备及其电催化析氧性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 不同金属组分镍基三元氢氧化物的形貌和结构表征 |
| 4.3.2 不同金属组分镍基三元氢氧化物的电催化析氧性能研究 |
| 4.3.3 不同W含量对镍基三元氢氧化物OER性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 镍基二元氢氧化物的硫化、析氢性能及全解水系统研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 镍基硫化物的形貌和结构表征 |
| 5.3.2 镍基硫化物的电催化析氢性能研究 |
| 5.3.3 NiMnW-OH/NF||W-Ni_3S_2/NF全解水性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与建议 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 存在问题与建议 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（7）铝基复合材料中CNTs/SiC/Al复合界面调控及其强化机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铝基复合材料(AMCs) |
| 1.2.1 AMCs的设计 |
| 1.2.2 增强相材料的选择 |
| 1.3 CNTs的结构与性能 |
| 1.3.1 CNTs的结构与力学性能 |
| 1.3.2 CNTs的功能特性 |
| 1.4 CNTs增强AMCs |
| 1.4.1 CNTs增强AMCs概述 |
| 1.4.2 CNTs增强AMCs的制备工艺 |
| 1.4.3 CNTs增强AMCs的研究现状 |
| 1.4.4 存在的问题及优化方案 |
| 1.4.5 强化机理 |
| 1.5 界面设计方法及思路 |
| 1.6 本文研究内容及意义 |
| 2 研究思路及方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 整体研究方案 |
| 2.2.2 制备方法 |
| 2.3 实验仪器与设备 |
| 2.4 AMCs微观组织表征与性能测试 |
| 2.4.1 微观组织及界面结构 |
| 2.4.2 相组成 |
| 2.4.3 力学性能评价 |
| 2.4.4 电导率测试 |
| 3 纳米CNTs-SiC复合相的反应合成机理及其可控制备 |
| 3.1 反应合成纳米CNTs-SiC复合相的热力学分析 |
| 3.2 纳米CNTs-SiC复合相的合成过程 |
| 3.3 热处理温度对CNTs-SiC复合相合成的影响 |
| 3.4 纳米CNTs-SiC复合粉末的微观形貌与界面结构 |
| 3.5 纳米CNTs-SiC复合相的相组成 |
| 3.6 纳米CNTs-SiC复合相的合成及生长机制 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 纳米CNTs-SiC复合相增强AMCs的可控制备及性能 |
| 4.1 纳米CNTs-SiC复合相增强AMCs的可控制备 |
| 4.2 烧结温度对AMCs微观结构和性能的影响 |
| 4.2.1 混合粉末的微观形貌 |
| 4.2.2 AMCs相组成随烧结温度的演化 |
| 4.2.3 微观组织表征 |
| 4.2.4 界面结构随烧结温度的演化 |
| 4.2.5 CNTs/Al界面反应机理 |
| 4.2.6 烧结温度对AMCs性能的影响 |
| 4.2.7 断口形貌及断裂机制 |
| 4.3 增强相含量对AMCs微观组织及性能的影响 |
| 4.3.1 微观组织和相组成与增强相含量的关系 |
| 4.3.2 增强相含量对AMCs性能及断裂机制的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 CNTs/SiC/Al多元界面结构与AMCs性能的内在联系及其强/韧化机制 |
| 5.1 纳米CNTs-SiC复合结构对AMCs组织及性能的影响 |
| 5.1.1 CNTs-SiC-Al混合粉末分布状态 |
| 5.1.2 纳米CNTs-SiC复合结构对AMCs相组成的影响 |
| 5.1.3 纳米CNTs-SiC复合结构对AMCs微观组织的影响 |
| 5.1.4 纳米CNTs-SiC复合结构对AMCs性能的影响 |
| 5.1.5 纳米CNTs-SiC复合结构对AMCs断裂机制的影响 |
| 5.2 纳米CNTs-SiC复合相增强AMCs的强化效果 |
| 5.3 纳米CNTs-SiC复合相增强AMCs的强化机理 |
| 5.3.1 界面剪切强度与增强相承载强化 |
| 5.3.2 位错强化 |
| 5.3.3 Orowan强化机制 |
| 5.3.4 细晶强化 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 展望 |
| 论文创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间主要研究成果 |
（8）铁氧化物杂化纳米粒子增韧改性环氧树脂复合材料研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 引言 |
| §1.2 增韧环氧树脂的方法 |
| §1.2.1 橡胶弹性体增韧环氧树脂 |
| §1.2.2 核壳结构的纳米粒子增韧环氧树脂 |
| §1.2.3 热塑性树脂增韧环氧树脂 |
| §1.2.4 无机纳米粒子增韧环氧树脂 |
| §1.3 增韧环氧树脂的机理概述 |
| §1.3.1 弹性体增韧环氧树脂的机理 |
| §1.3.2 热塑性树脂增韧环氧树脂的机理 |
| §1.3.3 无机粒子增韧环氧树脂的机理 |
| §1.4 碳纤维复合材料的发展以及应用 |
| §1.5 改善碳纤维复合材料层间性能的研究现状 |
| §1.5.1 改善纤维表面提高层间韧性 |
| §1.5.2 增韧树脂基体提高层间韧性 |
| §1.5.3 引入插层材料提高层间韧性 |
| §1.6 本课题的研究意义和主要研究内容 |
| §1.6.1 课题的研究意义 |
| §1.6.2 课题的提出 |
| §1.6.3 课题的研究内容和创新点 |
| 第二章 γ-FeOOH@Fe_2O_3复合纳米粒子的制备与表征 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 实验部分 |
| §2.2.1 实验原料及仪器 |
| §2.2.2 实验技术路线 |
| §2.2.3 γ-FeOOH@Fe_2O_3复合纳米粒子的制备 |
| §2.2.4 纳米粒子的表征 |
| §2.3 结果与讨论 |
| §2.3.1 XRD分析 |
| §2.3.2 SEM分析 |
| §2.3.3 VSM分析 |
| §2.3.4 TGA分析 |
| §2.4 本章小结 |
| 第三章 GO@γ-FeOOH复合纳米粒子的制备与表征 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 实验部分 |
| §3.2.1 实验原料及仪器 |
| §3.2.2 实验技术路线 |
| §3.2.3 GO@γ-FeOOH复合纳米粒子的制备 |
| §3.2.4 纳米粒子的表征 |
| §3.3 结果与讨论 |
| §3.3.1 XRD分析 |
| §3.3.2 VSM分析 |
| §3.3.3 Raman分析 |
| §3.3.4 XPS分析 |
| §3.3.5 SEM分析 |
| §3.3.6 TEM分析 |
| §3.4 本章小结 |
| 第四章 γ-FeOOH@Fe_2O_3增韧环氧树脂复合材料的研究 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 实验部分 |
| §4.2.1 实验原料及仪器 |
| §4.2.2 实验技术路线 |
| §4.2.3 γ-FeOOH@Fe_2O_3增韧环氧树脂复合材料的制备 |
| §4.2.4 表征方法 |
| §4.3 结果与讨论 |
| §4.3.1 γ-FeOOH@Fe_2O_3/EP二元复合材料的断裂韧性 |
| §4.3.2 γ-FeOOH@Fe_2O_3/EP二元复合材料的断面分析 |
| §4.3.3 γ-FeOOH@Fe_2O_3/CF/EP三元复合材料I型层间性能 |
| §4.3.4 γ-FeOOH@Fe_2O_3/CF/EP三元复合材料I性层间形貌分析 |
| §4.3.5 γ-FeOOH@Fe_2O_3增韧复合材料的机理分析 |
| §4.4 本章小结 |
| 第五章 GO@γ-FeOOH增强环氧树脂复合材料的研究 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 实验部分 |
| §5.2.1 实验原料及仪器 |
| §5.2.2 实验技术流程图 |
| §5.2.3 GO@γ-FeOOH增强环氧树脂复合材料的制备 |
| §5.2.4 表征方法 |
| §5.3 结果与讨论 |
| §5.3.1 GO@γ-FeOOH/EP二元复合材料的断裂韧性 |
| §5.3.2 GO@γ-FeOOH/EP二元复合材料的断面分析 |
| §5.3.3 GO@γ-FeOOH/CF/EP三元复合材料的层间性能 |
| §5.3.4 GO@γ-FeOOH/CF/EP三元复合材料I型层间形貌分析 |
| §5.3.5 GO@γ-FeOOH增韧复合材料的机理分析 |
| §5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| §6.1 本文的工作总结 |
| §6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
（9）过渡金属复合电催化剂的设计、合成及电解水催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电解水概述 |
| 1.2.1 电解水技术简介 |
| 1.2.2 电化学析氢反应机理与理论研究 |
| 1.2.3 电化学析氧反应机理与理论研究 |
| 1.3 电化学析氢反应电催化剂及其研究现状 |
| 1.3.1 贵金属催化剂 |
| 1.3.2 非贵过渡金属基催化剂 |
| 1.3.3 非金属催化剂 |
| 1.4 电化学析氧反应电催化剂及其研究现状 |
| 1.4.1 贵金属催化剂 |
| 1.4.2 非贵过渡金属催化剂 |
| 1.4.3 非金属催化剂 |
| 1.5 本论文的研究思路、意义和主要内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 主要实验材料及仪器 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 材料结构表征 |
| 2.2.1 X射线衍射分析 |
| 2.2.2 拉曼光谱 |
| 2.2.3 场发射扫描电子显微镜 |
| 2.2.4 透射电子显微镜 |
| 2.2.5 X射线光电子能谱 |
| 2.2.6 电子顺磁共振 |
| 2.2.7 氢气程序升温还原 |
| 2.2.8 电感耦合等离子体原子发射光谱 |
| 2.3 电化学性能测试 |
| 2.3.1 测试装置 |
| 2.3.2 循环伏安法 |
| 2.3.3 线性扫描伏安法 |
| 2.3.4 电化学阻抗谱 |
| 2.3.5 稳定性测试 |
| 2.3.6 法拉第效率测定 |
| 第三章 Pt/NiO@Ni/NF催化剂的设计、制备及电催化析氢反应性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论计算与实验部分 |
| 3.2.1 DFT计算 |
| 3.2.2 Pt/NiO@Ni/NF催化剂及对比样品制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Pt与 NiO协同催化HER的理论研究 |
| 3.3.2 Pt/NiO@Ni/NF催化剂制备与表征 |
| 3.3.3 Pt/NiO@Ni/NF催化剂及对比样品碱性HER性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Ni_(2-x)Mo_xP/Ni MoO_(4-y)/NF催化剂的设计、制备及电催化析氢反应性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分与理论计算 |
| 4.2.1 Ni_(2-x)Mo_xP/Ni MoO_(4-y)/NF催化剂及对比样品制备 |
| 4.2.2 DFT计算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Ni_(2-x)Mo_xP/Ni MoO_(4-y)/NF催化剂制备与表征 |
| 4.3.2 Ni_(2-x)Mo_xP/Ni MoO_(4-y)/NF催化剂及对比样品碱性HER性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 CoB/NF催化剂的制备及电解水催化性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 CoB/NF催化剂及对比样品制备 |
| 5.2.2 Hg/HgO参比电极校准 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 CoB/NF催化剂制备 |
| 5.3.2 CoB/NF催化剂表征 |
| 5.3.3 Co B/NF催化剂及对比样品碱性OER性能研究 |
| 5.3.4 Co B/NF催化剂及对比样品碱性HER性能研究 |
| 5.3.5 CoB/NF催化剂全水分解性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 全文总结与展望 |
| 全文总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）胺改性石墨烯及含铁氧化物三维炭材料的电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 超级电容器的技术发展 |
| 1.2.1 超级电容器的分类 |
| 1.2.2 超级电容器电极材料的研究进展 |
| 1.3 改性氧化石墨烯的研究进展 |
| 1.3.1 氧化石墨烯在超级电容器中的应用 |
| 1.3.2 氧化石墨烯的改性方法 |
| 1.3.3 氧化石墨烯的胺基改性研究进展 |
| 1.4 三维炭材料的制备及其在超级电容器中的应用 |
| 1.4.1 三维炭材料的发展现状 |
| 1.4.2 三维石墨烯的研究进展 |
| 1.5 论文研究意义及内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 不同种类胺改性氧化石墨烯的对比研究 |
| 2.1 实验原料与设备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 材料的制备 |
| 2.2.1 氧化石墨烯的制备 |
| 2.2.2 不同种类胺改性氧化石墨烯的制备 |
| 2.3 材料的表征及性能测试 |
| 2.3.1 材料的表征 |
| 2.3.2 材料的性能测试 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 氧化石墨烯的电化学性能研究 |
| 2.4.2 不同种类胺改性氧化石墨烯的对比研究 |
| 2.4.3 1,5-萘二胺改性氧化石墨烯的电化学性能研究 |
| 2.4.4 对苯二胺改性氧化石墨烯的电化学性能研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 芳香胺低聚物改性氧化石墨烯制备三维结构炭材料 |
| 3.1 实验原料与设备 |
| 3.1.1 实验原料 |
| 3.1.2 实验设备 |
| 3.2 芳香胺低聚物改性氧化石墨烯三维结构炭材料的制备 |
| 3.3 材料的表征及性能测试 |
| 3.3.1 材料的表征 |
| 3.3.2 材料的性能测试 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 1,5-萘二胺低聚物改性氧化石墨烯的三维结构炭材料 |
| 3.4.2 对苯二胺低聚物改性氧化石墨烯的三维结构炭材料 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 胺改性氧化石墨烯/纳米Fe_2O_3制备三维复合炭材料 |
| 4.1 实验原料与设备 |
| 4.1.1 实验原料 |
| 4.1.2 实验设备 |
| 4.2 对苯二胺低聚物改性GO/纳米Fe_2O_3三维复合炭材料的制备 |
| 4.3 材料的表征及性能测试 |
| 4.3.1 材料的表征 |
| 4.3.2 材料的性能测试 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 反应温度对胺改性GO/纳米Fe_2O_3三维复合炭材料的影响 |
| 4.4.2 反应物质量比对胺改性GO/纳米Fe_2O_3三维复合炭材料的影响 |
| 4.4.3 溶剂配比对胺改性GO/纳米Fe_2O_3三维复合炭材料的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 炭化聚苯胺/纳米Fe_3O_4复合物制备三维介孔炭材料 |
| 5.1 实验原料与设备 |
| 5.1.1 实验原料 |
| 5.1.2 实验设备 |
| 5.2 材料的制备 |
| 5.2.1 纳米Fe_3O_4的制备及表面处理 |
| 5.2.2 聚苯胺/纳米Fe_3O_4复合物的制备及炭化处理 |
| 5.3 材料的表征及性能测试 |
| 5.3.1 材料的表征 |
| 5.3.2 材料的性能测试 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 石墨化温度对三维介孔炭材料形貌及结构的影响 |
| 5.4.2 石墨化温度对三维介孔炭材料孔结构的影响 |
| 5.4.3 石墨化温度对三维介孔炭材料容量性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、二元协同纳米界面材料的设计和研制（论文参考文献）
- [1]纳米体吸收全光谱光/热协同制氢机理与实验研究[D]. 唐三力. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021(02)
- [2]基于静电纺丝的多元复合纳米纤维的制备及其电磁波吸收性能研究[D]. 乔靖. 山东大学, 2021(11)
- [3]低温工程用高强高韧不锈钢大锻件构筑成形与组织性能控制[D]. 张洪林. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]低铂合金纳米材料微结构与电催化性能相关性研究[D]. 王俊美. 北京科技大学, 2021(02)
- [5]基于拉伸流变的多孔微灌带一步法连续成型及其性能研究[D]. 谈灵操. 华南理工大学, 2020(05)
- [6]镍基过渡金属催化剂的制备及其电催化分解水性能研究[D]. 谭小莉. 浙江大学, 2020(05)
- [7]铝基复合材料中CNTs/SiC/Al复合界面调控及其强化机理[D]. 张鑫. 西安理工大学, 2020
- [8]铁氧化物杂化纳米粒子增韧改性环氧树脂复合材料研究[D]. 陈官. 桂林电子科技大学, 2020
- [9]过渡金属复合电催化剂的设计、合成及电解水催化性能研究[D]. 陈政君. 华南理工大学, 2020(01)
- [10]胺改性石墨烯及含铁氧化物三维炭材料的电化学性能研究[D]. 张晴晴. 中国矿业大学(北京), 2020(01)