📄Работа №201735
Тема: Использование сланцевого пека для создания углеродной матрицы азотосодержащих материалов
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Химия
Объем:
53 листов
Год:
2017
Просмотров:
58
4530
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 10
1.1 Сырье для производства пека и способы его получения 10
1.1.1 Сырье для получения пеков 10
1.1.2 Технология получения пеков 11
1.2 Каменноугольный пек 11
1.2.1 Физико-химические свойства пека 12
1.2.2 Химический состав и структура пека 16
1.3 Сланцевый пек как заменитель каменноугольного пека 18
1.4 Применение пеков 23
1.5 Зарубежные результаты изучения модифицированных углеродсодержащих
материалов 24
1.5.1 Влияние микропористости и химии поверхности на характеристики
азотосодержащего активированного пека 24
1.5.2 Графен допированный азотом: эффективный рост, структура и
электронные свойства 25
1.5.3 Синтез и свойства новых наноструктурированных углеродных материалов,
легированных азотом, полученных путем пропитывания мезопористой матрицы кремнеземов аминосахарами 25
1.5.4 Электронные свойства графитовых хлопьев, легированных азотом 26
1.5.5 Структура и электропроводность углеродных нановолокон, легированных
азотом 27
2 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 29
2.1 Объект исследования и методика синтеза углеродсодержащих образцов,
допированных азотом 29
2.2 Определение фазового состава 32
2.3 Исследование структуры образцов и анализ элементного состава 32
2.4 Метод измерения электропроводности углеродных материалов 33
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 35
3.1 Результаты анализа потери массы образцов после термообработки 35
3.2 Результаты изучения фазового состава 39
3.3 Анализ структуры образцов и их элементного состава 41
3.4 Результаты изучения электропроводности углеродных материалов 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 53
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 10
1.1 Сырье для производства пека и способы его получения 10
1.1.1 Сырье для получения пеков 10
1.1.2 Технология получения пеков 11
1.2 Каменноугольный пек 11
1.2.1 Физико-химические свойства пека 12
1.2.2 Химический состав и структура пека 16
1.3 Сланцевый пек как заменитель каменноугольного пека 18
1.4 Применение пеков 23
1.5 Зарубежные результаты изучения модифицированных углеродсодержащих
материалов 24
1.5.1 Влияние микропористости и химии поверхности на характеристики
азотосодержащего активированного пека 24
1.5.2 Графен допированный азотом: эффективный рост, структура и
электронные свойства 25
1.5.3 Синтез и свойства новых наноструктурированных углеродных материалов,
легированных азотом, полученных путем пропитывания мезопористой матрицы кремнеземов аминосахарами 25
1.5.4 Электронные свойства графитовых хлопьев, легированных азотом 26
1.5.5 Структура и электропроводность углеродных нановолокон, легированных
азотом 27
2 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 29
2.1 Объект исследования и методика синтеза углеродсодержащих образцов,
допированных азотом 29
2.2 Определение фазового состава 32
2.3 Исследование структуры образцов и анализ элементного состава 32
2.4 Метод измерения электропроводности углеродных материалов 33
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 35
3.1 Результаты анализа потери массы образцов после термообработки 35
3.2 Результаты изучения фазового состава 39
3.3 Анализ структуры образцов и их элементного состава 41
3.4 Результаты изучения электропроводности углеродных материалов 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 53
📖 Аннотация
В данной работе исследована возможность использования сланцевого пека в качестве прекурсора для создания углеродной матрицы азотосодержащих материалов. Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки эффективных и экономичных методов синтеза углеродных материалов, легированных азотом, которые обладают улучшенными функциональными свойствами для современных энергетических и экологических технологий. В результате разработана методика синтеза, позволяющая получать материалы с контролируемой морфологией и элементным составом. Установлено, что полученные образцы демонстрируют повышенную электропроводность и перспективны для применения в качестве электродов суперконденсаторов, аккумуляторов, селективных адсорбентов и газовых сенсоров. Научная значимость заключается в установлении корреляций между условиями синтеза на основе сланцевого пека и физико-химическими характеристиками конечных продуктов, внося вклад в материаловедение углеродных систем. Практическая ценность работы состоит в предложении альтернативного сырья (сланцевого пека) для замены традиционного каменноугольного пека, что может снизить себестоимость производства функциональных материалов. Теоретической основой исследования послужили работы, посвященные свойствам графитоподобного нитрида углерода (Cao et al., 2015), применению азотсодержащих углеродов в суперконденсаторах (Deng et al., 2016), а также исследования по технологии и применению пеков (Привалов, Степаненко, 1981; Колокольцев, 2012).
📖 Введение
Углеродные материалы, допированые азотом, представляют особый интерес с точки зрения, как фундаментальных, так и прикладных исследований. Два компонента таких материалов - углерод и C3N4- уже хорошо изучены в различных формах, однако могут проявлять особые физические свойства при их взаимодействии. Перспективным подходом для воздействия и контроля электронных свойств графита является допирование гетероатомами, подобный подход разработан для технологий, основанных с применением кремния. Атом азота содержит один дополнительный электрон и при замене атома углерода на атом азота в решетке графита могут проявиться новые электронные свойства. Получение промежуточных C-N соединений не может быть осуществлено посредством удобного керамического способа путем термической обработки углерода и смеси C3N4, так как разложение нитрида углерода начинается при
500.. . 600 °C [1], намного раньше, чем любая значительная реакция с углеродом.
Азот, введенный в углеродные материалы, придает им ряд важных свойств, в том числе: при использовании в качестве электродов увеличивает емкость суперконденсаторов, увеличивает емкость аккумуляторов, увеличивает селективность при разделении газовых смесей, увеличивает электропроводность.
Углерод, допированный азотом, был изготовлен различными способами, но большинство из образцов были получены в виде аморфных материалов с относительно низким содержанием N 1.15 масс.%, как резюмировано в обзорах [2]. Синтез объемного C3N4 обычно осуществляют путем термолиза различных продуктов, таких как меламин, мочевина, тиомочевина, дицианамид при 450...600°C [1]. Меламин обычно способствует образованию более чистого и лучше кристаллизованного продукта с более высоким выходом. С другой стороны, хорошо известный способ получения графитоподобного кокса состоит из медленного термолиза каменноугольных пеков или нефтяных пеков при
500.. .1000 °С. Тем не менее, метод массового производства углеродов,
допированных азотом, из пека и меламина, практически не изучен.
На основе проведенного литературного обзора определили цель работы - систематизированное исследование фазового состава и удельного сопротивления материалов, полученных термолизом меламина, смешанного сосланцевым пеком.
Определены задачи работы:
1 Разработка методики синтеза углеродсодержащих образцов, допированных азотом;
2 Исследование структуры образцов и анализ элементного состава;
3 Определение фазового состава;
4 Изучение электропроводности углеродных материалов.
По результатам проведенных исследований подготовлена к опубликованию статья.
500.. . 600 °C [1], намного раньше, чем любая значительная реакция с углеродом.
Азот, введенный в углеродные материалы, придает им ряд важных свойств, в том числе: при использовании в качестве электродов увеличивает емкость суперконденсаторов, увеличивает емкость аккумуляторов, увеличивает селективность при разделении газовых смесей, увеличивает электропроводность.
Углерод, допированный азотом, был изготовлен различными способами, но большинство из образцов были получены в виде аморфных материалов с относительно низким содержанием N 1.15 масс.%, как резюмировано в обзорах [2]. Синтез объемного C3N4 обычно осуществляют путем термолиза различных продуктов, таких как меламин, мочевина, тиомочевина, дицианамид при 450...600°C [1]. Меламин обычно способствует образованию более чистого и лучше кристаллизованного продукта с более высоким выходом. С другой стороны, хорошо известный способ получения графитоподобного кокса состоит из медленного термолиза каменноугольных пеков или нефтяных пеков при
500.. .1000 °С. Тем не менее, метод массового производства углеродов,
допированных азотом, из пека и меламина, практически не изучен.
На основе проведенного литературного обзора определили цель работы - систематизированное исследование фазового состава и удельного сопротивления материалов, полученных термолизом меламина, смешанного сосланцевым пеком.
Определены задачи работы:
1 Разработка методики синтеза углеродсодержащих образцов, допированных азотом;
2 Исследование структуры образцов и анализ элементного состава;
3 Определение фазового состава;
4 Изучение электропроводности углеродных материалов.
По результатам проведенных исследований подготовлена к опубликованию статья.
✅ Заключение
В результате проведенной работы разработана методика синтеза углеродных материалов, допированных азотом. Выявлены особенности физико-химических свойств образцов (морфология, элементный состав иэлектропроводность), которые характеризуют его как перспективный материалом для производства суперконденсаторов, батарей и топливных элементов, анодов для получения пероксида водорода, селективных адсорбентов, газовых сенсоров.
По результатам работы подготовлена к опубликованию статья.
По результатам работы подготовлена к опубликованию статья.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.