【摘 要】
:
近年来,三维(3D)碳材料因其连续的交联碳骨架带来的高速电荷传递速率,在储能、催化、传感等领域均得到了越来越多的关注。其中,相比于3D石墨烯等,3D生物质碳材料制备工艺相对简单,可以环保高效地将储量丰富的天然生物质和生物质废弃物等转化为功能性材料。但生物质原材料通常来源复杂,组成各异,且材料自身具有复杂的多级结构,使得处理各类生物质材料的工艺普适性不高。本论文针对该特点,提出了通过引入造纸工业中的
论文部分内容阅读
近年来,三维(3D)碳材料因其连续的交联碳骨架带来的高速电荷传递速率,在储能、催化、传感等领域均得到了越来越多的关注。其中,相比于3D石墨烯等,3D生物质碳材料制备工艺相对简单,可以环保高效地将储量丰富的天然生物质和生物质废弃物等转化为功能性材料。但生物质原材料通常来源复杂,组成各异,且材料自身具有复杂的多级结构,使得处理各类生物质材料的工艺普适性不高。本论文针对该特点,提出了通过引入造纸工业中的制浆工艺对生物质原材料预处理,将木质素、纤维素、半纤维素等形成的多级微结构变成可控程度更高的纤维素结构,并除去了大量的可能影响生物质材料碳化过程的各类杂质,实现了高性能3D生物质碳材料的可控制备。这为使用不同的植物基生物质制备具有相似结构的生物质碳提供了可能性,从而拓宽了生物质资源的利用范围。本论文分别以三种不同原料所制备的纸基生物质碳为载体,提出了多种新型碳基复合材料的合成策略,进一步构建了高性能的过氧化氢电化学传感器和对乙酰氨基酚电化学传感器。具体工作如下:1.以香蕉茎为原料制备了纸基前驱体,并通过一步原位热解法合成了纸基生物质碳负载hemin复合材料。热解后,hemin保持了良好的活性,并通过强烈的相互作用大量固定在纸基生物质碳上,且两者之间展现出优越的协同效应,具有快速氧化还原的特性。复合材料中丰富的交联孔道结构和高比表面积不仅有利于快速传质过程也提供了更多的反应活性中心,得到的修饰电极对过氧化氢在宽的线性范围(0.1-4000μM)内具有较低的检出限(0.087μM)。2.以杨木为原料进行了纸基生物质碳的制备并与上一章工作中的香蕉茎基纸衍生碳材料进行了一系列对比。为了进一步提高材料的电化学活性,我们选择将吡咯单体聚合在碳材料表面并以该复合材料作为hemin的载体。Hemin、纸基生物质碳和聚吡咯这三种组分间展现出优越的协同效应,并屏蔽了部分对传感过程贡献有限的细深孔道,尽管比表面积有显著降低,但表面活性物质的有效负载反而有所提高,展现出对过氧化氢极佳的催化能力,检出限低至0.03μM。3.以花生壳为原料制备了纸基生物质碳材料并在其表面原位生长了ZIF-67,进一步碳化后制备了花生壳基纸衍生碳/Co-N-C复合材料。通过扫描电镜可以观察到纸基生物质碳载体在一定程度上避免了ZIF-67碳化后团聚,改善了电极反应的可逆性。结合两种组分的优势,所制备的复合材料可以显著加速对乙酰氨基酚与电极间的电荷传递,具有明显的电催化性能。该对乙酰氨基酚电化学传感器的检出限为0.018μM,且稳定性好、具有良好的抗干扰能力。
其他文献
2015年国家住建部出台的《建筑产业现代化发展纲要》中明确指出,到2025年要实现装配式建筑占比达50%以上,装配式建筑作为建筑行业转型的新发展方向,深度契合国家可持续发展需要,积极响应我国“碳中和”目标要求,已成为理论界和企业界广泛关注的焦点。但目前为止,我国装配式建筑的发展仍处于起步阶段,发展较为缓慢,充分暴露出“开发商认可度低、设计标准不规范、缺乏系统规划”等问题。从根本上看,是由于“装配式
张仲实,我国杰出的革命家、翻译家、马克思主义理论家,他毕生坚定共产主义信念,始终坚持翻译、宣传马列著作,撰写马列文章,凭借着扎实的翻译功底,为我国马克思主义经典著作的翻译工作确定了标准,促进了马克思主义翻译事业的发展。他丰富的人生经历以及为马克思主义在中国的传播所做出的巨大贡献,值得我们认真学习和研究。首先,本文从近代以来中国社会所面临的重大历史抉择、十月革命胜利和共产国际对中国的帮助所创造的外部
实施全面注册制是我国市场经济的一项重大变革,对我国金融市场的运行将会带来重大的影响。因此,文章通过选择样本股进行实测操作,分析了全面注册制对A股市场带来的影响,进而提出了在全面注册制影响下的A股操作策略。
近年来,随着金融行业的新业态、新机构、新产品快速发展,商业银行的零售信贷业务发展面临着来自同业等金融机构的巨大挑战。就银行业发展路径而言,“大零售”将成为一种重要的发展趋势,商业银行需要对发展方向进行转变,促使零售业务在市场中占据更高的份额,进而促进商业银行能够实现快速发展。QD银行JN分行在此背景下积极发展零售信贷业务,取得明显的发展成就。但是,QD银行JN分行在发展过程中面临诸多问题,随着经济
柔性应变传感器在可穿戴设备、可植入装置、柔性机器人以及人造皮肤等领域具有广阔的应用前景。比较于传统的传感器,水凝胶应变传感器由于其仿生结构和性能以及优异的生物相容性而具有巨大的优势。本文利用席夫碱动态共价键和硼酸酯动态共价键制备了三种自愈合水凝胶,通过流变仪、拉伸机、源表等仪器测试了水凝胶的自愈合性能、力学性能和传感性能,揭示了自愈合机理,并探索了水凝胶在传感器中的应用,拓展了水凝胶在柔性传感领域
随着电力市场化改革的推进和电网规模的扩大,在推动经济快速增长的同时电力系统的运行工况也更接近稳定极限,导致电力系统的静态电压稳定防控问题较以往更为突出。电网拓扑结构控制因其经济、实用、易于操作等优点成为提高电力系统静态稳定性的有效控制措施。母线解列运行作为电网拓扑结构控制的重要内容之一,已被广泛应用在限制短路电流、消除电压越限以及缓解系统过负荷等领域。本文将母线解列措施应用于提高电力系统的静态电压
电沉积技术作为制备综合性能良好的镍基复合镀层的重要方法,具有设备简单、易于调节的优势。而脉冲电沉积因具有周期性的特点,能在一定程度上改善复合镀层的表面质量,但由于镀层质量易受到电流密度、温度、脉冲参数等多种因素影响,这些单一的电沉积方法沉积质量差,反应速率低。激光作为高能量密度光束,与电沉积复合时产生的热效应及力效应使得沉积速率提高,加快电化学反应进程,改善沉积层质量。因此本文采用激光辅助脉冲电沉
车辆智能化是未来交通领域的发展方向,环境感知、路径规划以及决策控制三方面技术搭建了智能车的核心。车辆于平直坡道环境中高速行驶,极易产生坡度错觉,造成障碍物误检,进而导致车辆出现错误的行驶行为,引发道路交通事故。因此,利用合理有效的方法实现平直坡道环境中的障碍物检测,进而制定切实有效的行驶策略,对提升车辆在复杂道路环境中的安全、节能行驶至关重要。本文选取平直坡道为研究对象,将坡道障碍物检测作为切入点