| 摘要 | 第6-11页 |
| abstract | 第11-17页 |
| 符号说明 | 第28-29页 |
| 第一章 绪论 | 第29-59页 |
| 1.1 碳基纳米材料概述 | 第29-37页 |
| 1.1.1 碳纳米材料 | 第30-31页 |
| 1.1.2 掺杂碳纳米材料 | 第31-34页 |
| 1.1.3 碳/金属硫化物纳米复合材料 | 第34-37页 |
| 1.2 碳基纳米材料在电化学能量存储和转换中的应用 | 第37-50页 |
| 1.2.1 碳基纳米材料在锂离子电池中的应用 | 第37-42页 |
| 1.2.1.1 锂离子电池的工作原理 | 第37-38页 |
| 1.2.1.2 锂离子电池负极材料 | 第38-42页 |
| 1.2.2 碳基纳米材料在燃料电池中的应用 | 第42-50页 |
| 1.2.2.1 质子交换膜燃料电池的工作原理 | 第43页 |
| 1.2.2.2 质子交换膜燃料电池阴极电催化剂 | 第43-50页 |
| 1.3 层间限域反应在碳基纳米材料制备中的应用 | 第50-57页 |
| 1.3.1 限域反应的概念和分类 | 第51页 |
| 1.3.2 层间限域反应主体 | 第51-57页 |
| 1.3.2.1 石墨烯及石墨 | 第51-53页 |
| 1.3.2.2 金属二硫化物 | 第53-54页 |
| 1.3.2.3 蒙脱土 | 第54-55页 |
| 1.3.2.4 层状氢氧化物 | 第55-57页 |
| 1.4 论文选题的目的和意义 | 第57页 |
| 1.5 论文研究内容 | 第57-59页 |
| 第二章 实验部分 | 第59-66页 |
| 2.1 化学试剂 | 第59-60页 |
| 2.2 实验仪器 | 第60页 |
| 2.3 分析表征 | 第60-64页 |
| 2.3.1 结构和组成表征 | 第60-63页 |
| 2.3.2 电化学测试技术 | 第63-64页 |
| 2.4 电化学体系及性能测试 | 第64-66页 |
| 2.4.1 ORR催化性能测试 | 第64-65页 |
| 2.4.2 锂离子电池性能测试 | 第65-66页 |
| 第三章 MgAl-LDH层间限域制备氮硫共掺杂碳纳米片—NSCNs的氧还原电催化和锂存储性能的研究 | 第66-91页 |
| 3.1 引言 | 第66-67页 |
| 3.2 材料制备及电化学性能测试 | 第67-68页 |
| 3.2.1 插层MgAl-LDH前驱体的制备 | 第67页 |
| 3.2.2 插层MgAl-LDH焙烧产物的制备 | 第67页 |
| 3.2.3 NSCNs的制备 | 第67页 |
| 3.2.4 NSCNs的电化学性能测试 | 第67-68页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第68-90页 |
| 3.3.1 插层MgAl-LDH前驱体的表征 | 第68-69页 |
| 3.3.1.1 XRD和FT-IR表征 | 第68-69页 |
| 3.3.1.2 SEM、TEM和HRTEM表征 | 第69页 |
| 3.3.2 插层MgAl-LDH焙烧产物的表征 | 第69-72页 |
| 3.3.2.1 XRD表征 | 第69-70页 |
| 3.3.2.2 SEM表征 | 第70-71页 |
| 3.3.2.3 TEM和HRTEM表征 | 第71-72页 |
| 3.3.3 NSCNs产物的表征 | 第72-80页 |
| 3.3.3.1 SEM、TEM和HRTEM表征 | 第72-73页 |
| 3.3.3.2 XRD和Raman表征 | 第73-74页 |
| 3.3.3.3 元素分析测试 | 第74-75页 |
| 3.3.3.4 XPS表征 | 第75-79页 |
| 3.3.3.5 低温N_2吸附/脱附测试 | 第79-80页 |
| 3.3.4 NSCNs的ORR电催化性能测试 | 第80-85页 |
| 3.3.5 NSCNs的锂存储性能测试 | 第85-90页 |
| 3.4 本章小结 | 第90-91页 |
| 第四章 CoAl-LDH层间限域制备硫化钴/氮掺杂碳空心球—Co_9S_8/NHCS的氧还原电催化性能研究 | 第91-115页 |
| 4.1 引言 | 第91-92页 |
| 4.2 材料制备及电化学性能测试 | 第92-93页 |
| 4.2.1 插层CoAl-LDH前驱体的制备 | 第92页 |
| 4.2.2 水滑石焙烧产物的制备 | 第92页 |
| 4.2.3 Co_9S_8/NHCS-T复合物的制备 | 第92-93页 |
| 4.2.4 Co_9S_8/NHCS-T复合物的ORR催化性能测试 | 第93页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第93-114页 |
| 4.3.1 插层CoAl-LDH前驱体的表征 | 第93-94页 |
| 4.3.1.1 XRD和FT-IR表征 | 第93-94页 |
| 4.3.1.2 SEM表征 | 第94页 |
| 4.3.2 插层CoAl-LDH焙烧产物的表征 | 第94-96页 |
| 4.3.2.1 XRD表征 | 第94-95页 |
| 4.3.2.2 SEM表征 | 第95-96页 |
| 4.3.2.3 TEM和HRTEM表征 | 第96页 |
| 4.3.3 Co_9S_8/NHCS-900产物的表征 | 第96-101页 |
| 4.3.3.1 SEM表征 | 第96-97页 |
| 4.3.3.2 TEM和HRTEM表征 | 第97-98页 |
| 4.3.3.3 XRD和Raman表征 | 第98-99页 |
| 4.3.3.4 TG分析 | 第99页 |
| 4.3.3.5 低温N_2吸附/脱附测试 | 第99-100页 |
| 4.3.3.6 XPS表征 | 第100-101页 |
| 4.3.4 Co_9S_8/NHCS-900产物的电化学性能测试 | 第101-105页 |
| 4.3.5 焙烧温度对材料结构和性能的影响 | 第105-112页 |
| 4.3.5.1 cLDH-T的XRD表征 | 第105-106页 |
| 4.3.5.2 cLDH-T的SEM表征 | 第106-107页 |
| 4.3.5.3 Co_9S_8/NHCS-T的XRD和Raman表征 | 第107页 |
| 4.3.5.4 Co_9S_8/NHCS-T的SEM表征 | 第107-108页 |
| 4.3.5.5 Co_9S_8/NHCS-T的XPS表征 | 第108-110页 |
| 4.3.5.6 Co_9S_8/NHCS-T的电化学性能测试 | 第110-112页 |
| 4.3.6 空心球状结构对电化学性能的影响分析 | 第112-114页 |
| 4.3.6.1 Co_9S_8/NHCS-BL的SEM表征 | 第112-113页 |
| 4.3.6.2 Co_9S_8/NHCS-BL的电化学性能测试 | 第113-114页 |
| 4.4 本章小结 | 第114-115页 |
| 第五章 CoAl-LDH层间限域制备掺杂碳空心球—Co-N/C空心球在不同pH介质中氧还原电催化性能及其活性位点的研究 | 第115-141页 |
| 5.1 引言 | 第115-116页 |
| 5.2 材料制备及电化学性能测试 | 第116-117页 |
| 5.2.1 插层CoAl-LDH前驱体的制备 | 第116页 |
| 5.2.2 插层CoAl-LDH焙烧产物的制备 | 第116-117页 |
| 5.2.3 Co-N/C空心球的制备 | 第117页 |
| 5.2.4 Co-N/C的ORR催化性能测试 | 第117页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第117-139页 |
| 5.3.1 插层CoAl-LDH前驱体的表征 | 第117-119页 |
| 5.3.1.1 XRD和FT-IR表征 | 第117-118页 |
| 5.3.1.2 SEM表征 | 第118-119页 |
| 5.3.2 插层CoAl-LDH焙烧产物的表征 | 第119-120页 |
| 5.3.2.1 XRD表征 | 第119页 |
| 5.3.2.2 SEM表征 | 第119-120页 |
| 5.3.2.3 TEM和HRTEM表征 | 第120页 |
| 5.3.3 Co-N/C产物的表征 | 第120-124页 |
| 5.3.3.1 SEM表征 | 第120-121页 |
| 5.3.3.2 TEM和HRTEM表征 | 第121页 |
| 5.3.3.3 STEM和元素mapping表征 | 第121-122页 |
| 5.3.3.4 XRD和Raman表征 | 第122-123页 |
| 5.3.3.5 低温N_2吸附/脱附测试 | 第123页 |
| 5.3.3.6 XPS表征 | 第123-124页 |
| 5.3.4 Co-N/C在不同pH介质中的ORR催化性能测试 | 第124-128页 |
| 5.3.5 Co-N/C在不同pH介质中的氧还原催化活性位点研究 | 第128-136页 |
| 5.3.6 焙烧温度的影响 | 第136-139页 |
| 5.3.6.1 Co-N/C-T的SEM表征 | 第136页 |
| 5.3.6.2 Co-N/C-T的低温N_2吸附/脱附测试 | 第136-137页 |
| 5.3.6.3 Co-N/C-T的XPS表征 | 第137-139页 |
| 5.3.6.4 Co-N/C-T的电化学性能测试 | 第139页 |
| 5.4 本章小结 | 第139-141页 |
| 第六章 Co(OH)_2层间限域制备硫化钴/氮掺杂碳花状复合物—Co_9S_8/Co_(1-x)S@NC的锂存储性能研究 | 第141-165页 |
| 6.1 引言 | 第141-142页 |
| 6.2 材料制备及电化学性能测试 | 第142-143页 |
| 6.2.1 插层Co(OH)_2前驱体的制备 | 第142-143页 |
| 6.2.2 Co_9S_8/Co_(1-x)S@NC的制备 | 第143页 |
| 6.2.3 电化学性能测试 | 第143页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第143-163页 |
| 6.3.1 插层Co(OH)_2前驱体的表征 | 第143-145页 |
| 6.3.1.1 XRD和FT-IR表征 | 第143-144页 |
| 6.3.1.2 SEM表征 | 第144-145页 |
| 6.3.2 Co_9S_8/Co_(1-x)S@NC的表征 | 第145-150页 |
| 6.3.2.1 SEM、TEM和HRTEM表征 | 第145-146页 |
| 6.3.2.2 XRD和Raman表征 | 第146-147页 |
| 6.3.2.3 TG和元素分析 | 第147-148页 |
| 6.3.2.4 XPS表征 | 第148-149页 |
| 6.3.2.5 低温N_2吸附/脱附测试 | 第149-150页 |
| 6.3.3 碳化/硫化机理研究 | 第150-153页 |
| 6.3.4 前驱体和硫粉比例对焙烧产物的影响 | 第153-157页 |
| 6.3.4.1 Co_9S_8/Co_(1-x)S@NC-x的XRD表征 | 第153-154页 |
| 6.3.4.2 Co_9S_8/Co_(1-x)S@NC-x的SEM表征 | 第154-155页 |
| 6.3.4.3 Co_9S_8/Co_(1-x)S@NC-x的低温N_2吸附/脱附测试 | 第155页 |
| 6.3.4.4 Co_9S_8/Co_(1-x)S@NC-x的元素分析 | 第155-156页 |
| 6.3.4.5 Co_9S_8/Co_(1-x)S@NC-x的XPS表征 | 第156页 |
| 6.3.4.6 Co_9S_8/Co_(1-x)S@NC-x的Raman表征 | 第156-157页 |
| 6.3.5 焙烧温度的影响 | 第157-158页 |
| 6.3.5.1 Co_9S_8/Co_(1-x)S@NC-T的XRD表征 | 第157-158页 |
| 6.3.5.2 Co_9S_8/Co_(1-x)S@NC-T的SEM表征 | 第158页 |
| 6.3.6 Co_9S_8/Co_(1-x)S@NC的电化学性能测试 | 第158-163页 |
| 6.4 本章小结 | 第163-165页 |
| 第七章 结论与展望 | 第165-169页 |
| 7.1 结论 | 第165-167页 |
| 7.2 主要创新性 | 第167-168页 |
| 7.3 展望 | 第168-169页 |
| 参考文献 | 第169-184页 |
| 致谢 | 第184-186页 |
| 研究成果及发表的学术论文 | 第186-188页 |
| 作者和导师简介 | 第188-189页 |
| 附件 | 第189-190页 |
