一、纳米材料制备方法和展望（论文文献综述）
王加欣[1]（2021）在《自支撑电极材料的电子结构及其电化学性能研究》文中提出全球能源短缺和环境危机使得转变能源结构,推动能源绿色清洁发展成为全球共识。作为清洁、可持续的二次能源,电能的转化和储存在当今能源转型关键时期占有重要地位。电解水制氢和锂离子电池分别作为主要的电能转化和储存技术,其发展瓶颈均都在于各自体系中电极材料性能的提高。目前,传统方法制备电极材料时工序繁琐,并且需添加导电剂、粘结剂等,导致电极上活性材料分布不均匀,严重影响了电化学反应中的电子转移和离子传输。因而,开发不含粘结剂的自支撑电极材料,有利于充分暴露电极材料的活性位点,提高活性组分的利用率,从而实现高效的电能转化和储存。与传统制备方法相比,电化学沉积技术因其方法简便、成本低、效率高、适用范围广等优势,在自支撑纳米材料制备领域具有良好发展前景。而且,电化学沉积得到的材料尺寸可控,具有更优异的耐腐蚀性、高导电率、高催化活性等特殊的物理化学性质。因此,利用电沉积法构筑无粘结剂的自支撑电极材料,并对其电子结构进行精准调控以及探究其电化学反应机理是研究者们面临的机遇和挑战。本论文基于水滑石层板金属组成可调以及多酸多电子转移的特性,采用简单易操作的电沉积技术,通过构建分级结构,掺杂,原位生长等方法制备了三种自支撑电极材料。利用一系列表征研究了材料的组成、结构,并深入探索了材料中活性组分间的协同作用及其与电化学性能之间的联系,为设计高效电催化剂和高容量锂电负极材料提供了新思路和方法。具体研究内容如下:1.利用水热法在泡沫镍（NF）上原位生长了超薄四氧化三钴纳米片（Co3O4/NF）,随后通过电沉积不同水滑石构筑了一类泡沫镍自支撑的水滑石/四氧化三钴复合材料（LDH-Co3O4/NF）。研究表明,水滑石层板元素的组成调变使得复合材料中Co的电子结构得以调控,其中Co3+作为电催化分解水的有利活性位点,其所占比例按照Ni Fe-LDH-Co3O4/NF,Co Fe-LDH-Co3O4/NF,Ni Co-LDH-Co3O4/NF,Co Mn-LDH-Co3O4/NF,Co3O4/NF的顺序逐渐减小;此外,形成的分级纳米片结构具有更大的比表面,可以暴露更多的活性位点。这种电子结构和形貌结构的优化降低了电解水反应所需的过电位,大大提高了OER和HER的催化性能。采用泡沫镍作为基底形成的自支撑结构,可以有效的避免粘结剂对材料活性的影响,提高材料的导电性,加速质子传递。将所制备的一系列LDH-Co3O4/NF材料在碱性环境中进行电化学测试,发现Ni Fe-LDH-Co3O4/NF具有最好的OER和HER催化活性,其η10分别仅214和162 m V。同时,经过长时间循环测试,催化材料活性仍然可以较好的维持,具有良好的稳定性。2.利用电化学沉积的方法在泡沫镍（NF）上原位生长了三元水滑石阵列(Ni(Co0.5Fe0.5)/NF)。XAS、EXAFS及XPS等结果表明,与传统共沉淀法合成的三元水滑石相比(Ni(Co0.5Fe0.5)-bulk和Ni(Co0.5Fe0.5)-mono),同金属比例的Ni(Co0.5Fe0.5)/NF材料中存在更多的Co3+,且材料中存在大量配位不饱和的缺陷位点,具有更高的电催化活性。在1 M的KOH电解液中测试电催化性能,电沉积生长的Ni(Co0.5Fe0.5)/NF表现出最佳的OER性能,其η10低至209 m V。进一步地,通过调变三元水滑石中Fe元素的掺入量,制备了不同Co/Fe比例的Ni(CoxFe1-x)/NF,发现材料中Co3+所占比例随Fe掺入量的加大先增加后减少。当Co:Fe=1:1时,三元水滑石中Co3+所占比例最高,且电催化性能最优。DFT计算结果也进一步表明,在Co3+所占比例较高的Ni(Co0.5Fe0.5)/NF材料中,对决速步骤（即对O*的吸附）具有最小的吉布斯自由能。所制备的Ni(Co0.5Fe0.5)/NF电极材料也兼备良好的结构稳定性和电化学稳定性。3.利用电化学沉积法,在碳布（CC）上原位沉积多酸-聚苯胺复合材料(PANi-PMo12/CC),在苯胺聚合过程中,多酸均匀嵌入聚合物。所制备的自支撑电极材料实现了多酸在聚苯胺上的均匀分散及稳定负载,解决了多酸易团聚,易溶解以及导电性差等问题,且多酸可诱导聚苯胺更均匀地在碳布表面成膜。与传统的粉末PANi-PMo12电极材料相比,自支撑的PANi-PMo12/CC复合材料可以有效避免电极制备过程中粘结剂的影响,具有较小的电荷转移阻抗和较高的锂离子扩散系数,有助于缩短电子转移和离子扩散路径。PANi-PMo12/CC作为锂离子电池负极材料表现出了优异的循环性能,经过200次充放电循环,在1 A g-1下仍具有1092 m Ah g-1的比容量。此外,XPS、EELS、XAFS以及DFT计算结果表明,多酸中与聚苯胺中之间有较强的静电相互作用。在对锂离子的吸附的计算结果显示,PMo12为主要的锂吸附活性位点,而PANi主要作为电子介质以促进电子转移,并且复合材料对锂的吸附能大于单独的PMo12,说明PMo12与PANi协同作用促进了氧化还原储锂过程的进行,从而提升了其储锂容量。
冯飙[2]（2021）在《面向中温储热的多元醇相变材料热物性的分子动力学模拟与实验研究》文中提出相变储热技术可以缓解热能供需矛盾、提高热能转化效率、推动太阳能和工业余热的综合梯级利用,对践行节能减排、力争完成我国“碳达峰”和“碳中和”的战略目标具有重要的现实意义。高性能相变材料的筛选与研发是相变储热技术发展的关键。近年来有机多元醇相变材料由于其较高的相变焓值,在约370–520 K的中温区间备受瞩目。与其他常见有机类相变材料（如石蜡和烷烃）相比,多元醇相变材料的特点之一是在其分子结构中含有多个极性较大的羟基。文献中已有一些研究对多元醇相变材料的宏观热物性（相变焓值和导热系数等）进行了表征,但对其热物性在微观层面的构效关系的理解还相对匮乏。例如,现有的实验测试与表征难以阐释晶体结构转变、羟基分布以及纳米添加物所引起的多元醇材料相变焓值的变化规律。虽然有研究者指出了羟基所形成的氢键对一元醇导热系数的影响,但是氢键对多元醇相变材料导热性能的贡献尚缺乏针对性的量化分析。此外,当封装在储热罐中时,多元醇相变材料与薄型金属外壳之间的接触热阻也会影响实际工程应用中相变储热系统的储/释热速率,有必要针对多元醇相变材料与金属界面间的接触热阻进行实验测试与微观界面导热机理研究。有鉴于此,本文采用分子动力学模拟方法对具有较高相变焓值的赤藓糖醇为代表的多元醇相变材料的关键热物性及其与金属界面间的热传导特性进行了微观层面的研究。首先对OPLS-AA、CHARMM、GAFF和GROMOS等四种可能适用于多羟基结构的分子力场进行了测试,通过对比实测的赤藓糖醇固液两态的密度和比热容等关键热物性验证了GROMOS是最合适多元醇相变材料的力场模型。在此基础上,采用界面/NPT方法复现了赤藓糖醇的微尺度熔化过程,并发现在固液相变过程中赤藓糖醇分子会由线性直链结构转变成非线性结构。这种结构变化引起的氢键键能的变化占赤藓糖醇总熔化焓值的45.5%,证明了大量氢键的存在是多元醇材料相变焓值较高的根本原因。因为赤藓糖醇的实测过冷度可高达100 K左右,在分子动力学模拟中也难以实现其结晶凝固过程,故本文以典型的一元醇相变材料正十六醇为替代研究对象分析了纳米添加物的引入对醇类材料相变焓值的影响机理。通过模拟发现在凝固过程中石墨烯纳米片附近的正十六醇分子会发生团聚现象,从而保持非线性的分子结构。这些受限的正十六醇分子对凝固焓值的贡献减弱,因此纳米复合相变材料整体的凝固焓值会低于有效介质理论的预测值。同样的,这些受限的正十六醇分子在熔化过程中吸收的相变潜热也相应较少,最终导致纳米复合相变材料的熔化焓值也相应降低。为改善纳米复合相变材料的相变焓值,本文进一步构建了羟基修饰石墨烯纳米片的简化氧化石墨烯模型,利用氧化石墨烯表面的羟基与正十六醇的羟基结合形成氢键,成功抵消了一部分相变焓值损失。通过实验制备并测试了氧化石墨烯-正十六醇纳米复合相变材料的相变焓值,验证了模拟的结果,为高焓值多元醇纳米复合相变材料的开发提供了可行的思路。为了研究氢键和晶体结构对多元醇相变材料导热性能的微观影响机理,本文分别以赤藓糖醇和典型的固固相变多元醇季戊四醇为对象,系统地研究了它们相变前后导热性能的差异。通过分析相变过程中晶体结构变化引起的氢键变化和导热系数变化之间的内在关联,揭示了氢键对多元醇相变材料分子间导热的贡献。在固态下,氢键数目越多、氢键键能越大则醇类相变材料的导热系数越高。为了充分利用氢键对醇类相变材料导热系数的贡献,本文提出并建立了一个基于正一元醇相变材料的“理想晶体”模型。通过模拟发现,在“理想晶体”结构中沿正一元醇分子链长度方向的导热是弹道式的,温度梯度很小;主要的导热温差集中在“理想晶体”分子层的界面处,而界面处羟基形成的氢键可以提高界面传热系数。该“理想晶体”结构可以将正一元醇相变材料的导热系数提高近1倍,为提升多元醇相变材料的本征导热系数提供了理论借鉴。最后,为了测试多元醇相变材料与金属界面间的接触热阻,本文提出了一种基于稳态热流法的改进型薄型材料接触热阻测试原理,设计并成功开发了相应的测试仪器。利用该自研仪器对赤藓糖醇与不同金属界面间的接触热阻进行了系统性测试,阐明了表面粗糙度和接触压力对多元醇相变材料与金属界面间接触热阻的影响规律。实验结果也验证了表面粗糙度越小、接触压力越大则接触热阻越小这一规律。此外,还通过模拟揭示了多元醇相变材料与不同金属界面处声子振动态密度耦合度的差异,从而辨别出了不同金属界面热传导能力的优劣,为实际储热系统中封装材料的选取和系统热设计提供了参考。综上所述,本文针对典型多元醇相变材料的若干关键热力学和输运性质开展了分子动力学模拟与实验研究,所得的结果有助于指导基于多元醇的高相变焓值、高导热复合相变材料的研究与开发,为中温区相变储热技术的进步和推广提供基础支撑。
徐晨轩[3]（2021）在《垂直取向石墨烯边缘能质传递强化机理及能源应用》文中提出高效的能源储存与转化技术是推动可再生能源大规模应用的重要技术支撑。近年来,碳基纳米能源储存与转化材料因原料丰富、制备经济、调控便捷等特点而广受关注。纳米材料内部及表界面处的能量与物质传递是决定能量储存与转化性能的关键物理机制。围绕纳米尺度能质传递所发展的诸多理论,认为其符合典型的结构—性能规律。边缘结构广泛存在于石墨烯量子点、碳纳米管、石墨烯、二硫化钼等纳米材料中,但由边缘结构带来的特殊性能通常被笼统地冠以“边缘效应”,对其物理机制尚有待深入研究。本论文对垂直取向石墨烯的边缘能质传递强化机理开展了系统研究,主要聚焦以下两个方面。在机理认识层面,结合近场纳米成像技术、原位检测技术等实验手段和密度泛函理论、分子动力学模拟等计算模拟手段,建立了边缘结构与电子极化行为间的关联,揭示了光诱导边缘局域场增强效应的物理机制。进一步地,研究了在电解液中垂直取向石墨烯边缘附近离子分布与输运特性,解析了边缘场增强对固液界面相平衡状态的作用机制,为强化固液静电吸附提出新路径;在技术应用层面,基于上述理论成果设计了一系列边缘可调控的垂直取向石墨烯基能源材料,构筑了高性能光催化水裂解制氢、电容去离子以及超级电容储能新体系。基于等离子体化学气相沉积法制备的垂直取向石墨烯具有良好的边缘可调控性。本文采用氩等离子体轰击处理方法,有效调控了垂直取向石墨烯的边缘密度。开展密度泛函理论模拟计算,研究了石墨烯封闭边缘处的电子密度分布,揭示了在石墨烯封闭边缘处,电子存在自发聚集行为。随后开展的暗场扫描开尔文探针显微实验测试结果与模拟计算结果相吻合,进一步证实了石墨烯表面具有非均匀电势分布,且对表面纳米形貌存在高度依赖性,即在高曲率的石墨烯边缘处呈现出电子聚集行为。研究了垂直取向石墨烯光电响应特性。在水系电解液中,响应电流密度最高可达约92 m A cm-2。与半导体材料产生光电流响应的机理不同,垂直取向石墨烯样品中光电流响应可能来源于光激发热电子的定向迁移与聚集。光诱导力显微结果证实,垂直取向石墨烯在可见-红外波段内具有显着的近场光诱导力响应,石墨烯纳米边缘处存在由电子极化引起的近场力梯度。研究还发现,边缘电场增强与入射光波长有关。在红外光激发下,样品的光诱导力图像在边缘处甚至出现显着的“热点”信号,表明石墨烯表面的光激发热电子会迁移并聚集在边缘处,形成边缘处局域电场增强。进一步的理论分析指出,纳米边缘处的局域电场增强可解耦为非共振增强效应与共振增强效应两部分。通过调控石墨烯纳米边缘的形貌（长宽比）与费米能级,改变特定激发波长下的共振增强因子,能够实现对边缘电场增强效应进行调控。垂直取向石墨烯边缘的光诱导电场增强效应有望使其成为高活性反应位点,负载半导体光催化剂后形成内建电场,促进受光照激发的电子与空穴相互分离。本文采用纳米限域合成方法制备了高度分散的介孔石墨相氮化碳/垂直取向石墨烯复合光催化剂（GVN/NVG）。相比于未与垂直取向石墨烯复合的普通块状石墨相氮化碳样品以及将石墨相氮化碳与水平石墨烯机械混合的传统方式复合样品,通过纳米限域合成方法负载在垂直取向石墨烯片层间的石墨相氮化碳充分分散,有效避免了团聚。密度泛函理论计算表明,相较于普通块状石墨相氮化碳样品,GVN/NVG复合结构中的介孔石墨相氮化碳组分具有局域化的表面电荷分布,禁带宽度也有所下降。GVN/NVG-3H样品在全光谱光照激发、无助催化剂、三乙醇胺牺牲体系中的光催化制氢活性可达41.7μmol h-1 cm-2(相当于每24小时225L m-2,标况下)。与对照组中普通块状石墨相氮化碳样品的活性(2.5μmol h-1 cm-2)相比高一个数量级。首小时内平均表观量子产率达到1.54%。随后,本文拓展了边缘光诱导电场增强效应的应用,发展了太阳能纳米离子学相关理论。通过石墨烯纳米边缘介导的光-电场能量传递过程,将入射太阳光能量输入固液界面相平衡系统,有效缩短双电层厚度,并实现了对离子传输机制的有效调控。在该理论指导下,开展了高性能电容去离子研究。将典型的赝电容活性物质二氧化锰（α-Mn O2）经电化学沉积负载到富边缘垂直取向石墨烯表面,构筑了Mn O2@e VG吸附电极。在光照下,Mn O2@e VG电极展示出3倍于无光照时的电极吸附量(33 mg g-1)与较快的电极吸附速率(0.06 mg g-1 s-1)。电化学石英晶体微天平原位检测证实,非平衡态热力学条件的下固液界面离子输运机制受到光诱导电场控制,即在光照下,正极中的离子传输机制从离子交换主导转变为异性离子吸附主导,有助于电容脱盐性能的提升。此外,本文基于边缘增强的电化学活性以及对生长基底广泛的适应性,提出了采用垂直取向石墨烯泡沫电极来适应高粘度室温离子液体电解液的技术途径。制备的石墨烯泡沫电极具有分级多孔结构,优化了电极内部传质过程。其中,继承自泡沫金属模板的微米级孔起到预存储电解液作用,缩短了充放电过程中电解液的扩散距离;由石墨烯壁面围成的亚微米级孔具有垂直的取向性和均匀的孔径,确保了畅通的离子传质过程;垂直取向石墨烯骨架提供了连续电子传导通道,暴露的石墨烯边缘则为离子提供了大量易于接触的静电吸附位点。在电解液方面,采用了共阴离子离子液体共混策略。通过引入不同阳离子降低离子排列有序度,抑制了室温离子液体混合物中的离子间相互作用势,从而降低了流动粘度并改善了润湿性。上述石墨烯泡沫电极在1-甲基-1-丙基哌啶双三氟甲基磺酰亚胺(PIP13TFSI)与1-正丁基-1-甲基吡咯烷二酰亚胺(PYR14TFSI)质量配比为2:3的混合室温离子液体电解液中具有良好的电化学性能表现。这部分工作为高能量密度与高频率响应这一对位于天平两端的性能目标提供了有效的解决思路,即采用高电化学稳定窗口的室温离子液体作为电解液,以满足对储能能量密度的需求;遵循取向性阵列式和分级孔结构的微纳米形貌设计原则以适应室温离子液体的高粘度,并充分发挥边缘结构的电化学活性优势,实现高频率响应储能。
吴声豪[4]（2021）在《石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用》文中研究说明光热转换是一种清洁的太阳能利用技术,其中,光热蒸发是广泛涉及且非常重要的热物理过程。太阳辐射具有能流密度低和间歇性的特征,使基于体相加热的小型光热蒸发系统存在温度响应慢、能量效率低的问题。光热局域化界面蒸发（photothermal interfacial evaporation by heat localization）将能量集中在液体与空气的界面,使局部区域发生快速升温和汽化,可显着提升光热蒸发的温度响应和能量效率,在小型分布式海水淡化、蒸汽灭菌、污水净化等场景展现出应用潜力。光热局域化界面蒸发涉及光能与热能的转换、固相与液相的热传递、分子和离子的输运等,深入理解以上能质传输过程的机理是指导开发光热材料、优化光热蒸发性能和设计热局域化系统的关键。与此同时,光热材料的微小化,如纳米薄片,可能会导致其光学、热学规律偏离已有的体材料特征,产生特殊的现象,如尺寸效应和边缘效应,但现有理论还无法充分解释这些现象,因此需要开展更多的研究工作,以推进纳米光热转换和热局域化界面蒸发理论体系的发展和完善。本论文聚焦于“光热局域化界面蒸发”过程所涉及的光热学问题,以石墨烯基光热材料为主要研究对象,运用密度泛函理论和分子动力学模拟,结合实验检测和微观表征,深入研究了石墨烯光热材料的取向特征、结构尺寸、表面浸润性对光吸收、光热转换、热局域化效应、固-液界面传热以及界面吸附与流动等热质传输过程的作用机制,并着重分析以上过程在微纳尺度下的特殊规律和现象,以及结构的微小化对以上过程的影响。全文共11章,其中第3、4、5章研究了光热蒸发过程中与能量传递相关的热物理现象,如光的吸收、光热转换和界面传热;第6、7章则直接进行光热蒸发测试,讨论以上能量传输特性对光热蒸发性能的影响;第8、9章进一步研究光热蒸发系统中的界面吸附和流动现象,重点谈论在纳米尺度下的特殊现象和增强效应;第10章则基于前面章节对光热局域化效应的理解,提出一种太阳能驱动的石墨烯制备方法,并探讨石墨化机理。1)第3章研究了石墨烯的晶面取向特征和结构尺寸对其光学性质的影响。通过密度泛函理论,计算了多种石墨烯结构的光学性质,发现石墨烯具有光学各向异性,对平行其六角形晶面传播的太阳辐射的吸收能力,远强于对垂直晶面传播辐射的吸收能力,这是因为石墨烯对太阳辐射（200～2600 nm）的吸收主要取决于π-π*电子跃迁,当辐射传播方向与晶面垂直时,同一原子层内的π-π*电子跃迁被禁止,导致π-π*电子跃迁发生的概率较低;对于平行辐射而言,同一原子层内的π-π*电子跃迁被允许,使石墨烯对辐射的吸收能力显着提高;对于同是平行晶面传播的辐射,如传播方向与石墨烯的扶手型边缘正交或与锯齿型边缘正交,石墨烯的吸收性质也表现出一定的差异。另外,当结构尺寸沿辐射传播方向延长,石墨烯对太阳辐射的有效吸收率呈非线性增长,而增长率呈下降趋势。基于理论计算结果,设计并制备了晶面取向与辐射传播方向平行的垂直取向石墨烯,构筑了纳米尺寸的“光陷阱”,将对太阳辐射的有效吸收率提高到了98.5%。2)第4章研究了石墨烯的晶面取向特征和结构尺寸对光热转换特性的影响,并协同热局域化设计,加快了光热转换的温度响应。研究发现石墨烯在光照下的温度响应特性与其光吸收性质紧密关联,对入射光的有效吸收率越高,其表面的升温速度越快,稳态温度也越高,其中垂直取向石墨烯表现出比水平石墨烯膜更高的光吸收能力和更快的温度响应。另外,利用共价键将垂直取向石墨烯与具有低导热系数的石墨烯气凝胶,连接成兼具吸光和隔热功能的一体化石墨烯结构,在获得高光吸收率的同时,有效控制了热能的分配与传递,将能量集中在直接受光区域,提升了局部区域的升温速度和稳态温度,即发生了“光热局域化效应”,在标准太阳辐射强度(1 k W m-2)下,最快升温速度为54.5℃ s-1,进入稳态后,上下区域的温度差可达31.2℃。3)第5章研究了石墨烯的晶面取向特征和表面浸润性对固-液界面传热特性的影响。通过分子动力学模拟,计算了“面接触”和“边缘接触”两种石墨烯-水界面的传热性质,发现“边缘接触”界面具有更低的界面热阻,其中,热流在平行石墨烯晶面方向具有更快的传递速度,以及边缘碳原子与水分子的相互作用力较强,是“边缘强化传热”的主要原因。此外,固体与液体的润湿程度也是决定固-液界面传热系数的关键,通过引入含氧官能团,改善石墨烯的表面浸润性,可以提高液体对固体的润湿程度,增加固液有效接触面积,并加强液体分子与固体表层原子的相互作用,进而减小固-液界面热阻,加快热流在界面的传递。4)第6章研究了一体化石墨烯结构的光热局域化界面蒸发特性,并重点讨论光吸收、光热转换和固液界面传热对光热蒸发性能的影响。通过局部氧化,在一体化石墨烯结构的外表面构筑表面水流通道,获得了集吸光、隔热、输运、蒸发功能为一体的复合石墨烯结构,在光热蒸发测试中,表现出较快的蒸汽温度响应(在10 k W m-2的辐照条件下,仅耗时34 s使蒸汽温度升高到100℃),和较高的能量效率（89.4%）,其中,超高的吸光能力、良好的隔热能力、充足的水流供给以及高效的固-液界面传热是实现快速温度响应和高能量效率的关键。另外,调节石墨烯的表面浸润性,控制水流输运速率,可有效调控蒸汽温度响应与能量效率,但随润湿程度的提升,两者的变化规律不同,蒸汽的温升速度和稳态温度单调下降,而能量效率则先升高后降低。5)第7章研究了石墨烯光热蒸发过程中的传质现象,重点关注水分子和离子的输运、水蒸汽的扩散以及离子的析出和再溶解规律。针对含氧官能团在光照下不稳定的问题,在垂直取向石墨烯的生长过程中进行原位氮掺杂,获得了长期稳定的表面水流通道,在长达240 h的光热海水淡化测试中表现出稳定的输水能力,在1 k W m-2的太阳辐照下,实现了1.27±0.03 kg m-2 h-1的高蒸发速率和88.6±2.1%的高能量效率。另外,水蒸汽自然扩散的路径与光的入射路径重合,会导致光散射和能量损失,通过抽气扇控制气流路径,引导水蒸汽的扩散,可以克服水蒸汽引起的光散射问题。而长时间的光热蒸发会导致蒸发区域的离子浓度上升,出现析盐现象,使吸光和传热性质恶化,但盐离子时刻发生的自扩散行为,会驱使离子通过表面水流通道自高浓度区域向低浓度区域扩散,最终完全溶解,而离子的自扩散速度与表面水流通道尺寸和水膜厚度有关。6)第8章研究了石墨烯光热蒸发过程中的界面流动问题,并着重讨论固体表面浸润性对基于毛细作用的液体吸附和输运规律的影响。成分复杂的水源,如油水混合液,会导致水的光热蒸发速率下降。在石墨烯表面修饰双功能基团（包括-CFx和-COONa）,使其具备排斥油分子和吸附水分子的能力。双疏性的-CFx同时排斥油分子和水分子,但水分子的尺寸较小,能在-CFx的间隙中自由穿梭,且极性的-COONa对水分子的吸引作用较强,使水分子能够穿越-CFx层进而接触并润湿石墨烯表面;而尺寸较大的油分子被-CFx层完全阻隔。在-CFx与-COONa基团的协同作用下,石墨烯表面张力的色散分量减小,而极性分量增大,使其表现出吸引极性水分子,排斥非极性油分子的性质,能够只输运油水混合液中的水分子,实现了选择性光热蒸发,并在以含油海水为水源的海水淡化应用中,获得了超过1.251 kg m-2 h-1的光热蒸发速率和超过85.46%的能量效率。7)第9章进一步探究了液体在石墨烯微纳结构中的界面流动特性,分析了微纳通道尺寸对毛细吸附和虹吸输运过程的影响,以及光加热作用对液体性质和流动的作用机制。研究发现,在微米级多孔结构（石墨纤维）上构筑纳米级孔道（石墨烯纳米片）,可以显着加快对液态油的毛细吸附过程,将毛细吸附系数提升了20.7%。一方面,特征结构的微小化以及石墨烯纳米片的超薄边缘,能显着增加固体的表面粗糙度,起到强化表面浸润性的作用。另一方面,纳米结构的引入增加了固体与液体的可接触面积,使浸润前后的表面能差扩大,提高了固体对液体的吸附能力。同时,在碳纤维表面生长石墨烯纳米片,可以加快基于虹吸效应的界面流动过程,将液态油的虹吸输运速率提高了20.1%。尽管孔道尺寸的缩小会增加固-液界面的流动阻力,但在原微米级结构上增加纳米级孔道,可以使液流通道增多,提高单位时间的流量。此外,基于光热局域化效应的光加热作用,可以显着提高固体通道及通道内液体的温度,降低液体的动力粘度,减小流动阻力,进而加快界面吸附和流动过程。8)第10章基于光热局域化效应,开发了一种太阳能驱动的石墨烯制备方法,讨论了环氧树脂材料的光致石墨化原理以及曝光时间、辐射强度、曝光次数对石墨化程度的影响。利用高能光束对环氧树脂板进行短时间（0.1～2 s）曝光,因光热转换速度（1 fs～1 ps）远快于热在体材料中的扩散速度（100 ps～10 ns）,在曝光的瞬间产生光热局域化效应,使曝光区域获得超高温度（>1000℃）,驱使芳香环向碳六元环转变,即石墨化。其中,延长曝光时间和提高辐射强度均有助于提高石墨化程度,但曝光时间的延长会导致热扩散严重,损伤非曝光区域;而辐射强度的提高意味着增加聚光设备的复杂性;采用合适的辐射强度和多次短曝光,也可以获得较高的石墨化程度,制备出少层石墨烯材料。
孙博伦[5]（2021）在《静电纺压电纳米纤维膜基纳米发电机的制备及性能研究》文中指出全球经济高速发展的当今时代,能源的结构和供应状况迎来了前所未有的挑战。纳米发电机是近二十年来兴起的一种新型能量收集装置,其组成材料微观结构处于纳米尺度,能够有效地将功率密度低的机械能等转换为电能,与传统的发电机相比,具有质量轻,结构简单,环境适应性强等优点,能够在多种环境中构筑自供电电源,在可穿戴器件和便携电子设备传感器等应用领域展现了良好的应用潜力。压电纳米发电机是基于压电效应的原理制备的纳米发电机,压电材料是决定其性能的核心。在本文中,我们以静电纺丝纺为基础的制备手段,通过对材料的组成和结构进行调控,来探索和提高材料的压电性能。主要内容分为以下三个部分:1、静电纺聚偏氟乙烯（PVDF）纳米纤维膜基声电转换纳米发电机:PVDF是应用最广的压电聚合物,具有压电系数较高、稳定性好、声阻抗低等特点。（1）利用静电纺丝法制备了PVDF纳米纤维膜,通过调节纺丝液的浓度,可以调节纤维膜的形貌、直径和?相含量。将PVDF纤维膜制成声波驱动的纳米发电机,实验表明,纳米发电机在较低频率（<1000 Hz）的声波驱动下,能够产生较大的输出电压,最大可达470 m V,且产生的电压随声音响度的增加而增加。其输出功率为0.118μW,内阻为1.2 MΩ。（2）以静电纺PVDF纳米纤维膜为基底,结合水热法在纤维中引入了ZnO,ZnO纳米棒在垂直于纤维表面生长,形成了多级结构。将PVDF-ZnO复合纤维膜制成声电转换纳米发电机,在低频和高声压级下能够产生较高的输出电压,在优化的声场条件下（140 Hz,116 d B）可产生1.12 V和1.6μA的电压和电流输出,功率密度输出为50μW cm-3。在此声源条件下,所制备的PVDF-ZnO纳米发电机产生的电能可以在3分钟内为电容器充电1.3 V。两种以PVDF纳米纤维为基底的声波驱动纳米发电都适合将低频率和高响度的声音转换为电能,具有收集噪声能量、作为电源为微纳器件供电的应用潜力。2、静电纺PVDF/BaTiO3复合纤维膜基压电纳米发电机。聚偏氟乙烯与纳米粒子或者片层结构二维材料等进行复合,有利于提高其β相的含量,进而提高压电性能。本文中,通过共纺在PVDF纤维内引入压电陶瓷BaTiO3纳米粒子和石墨烯纳米片,来提高复合材料的压电性质。（1）利用静电纺丝法制备了PVDF/BaTiO3复合纤维膜,将其制备成压电纳米发电机器件。当BaTiO3纳米粒子负载量为15 wt%时,PVDF/BaTiO3纳米发电机具有较好的压电输出性能,在受到2 Hz、5 N的力时输出电压最大可达4.2 V。PVDF/BaTiO3纳米发电机具有良好的柔性,可应用于人体运动等机械能的收集和转换。（2）利用静电纺丝法制备了PVDF/BaTiO3/石墨烯复合纤维膜,并将其制成压电纳米发电机器件。石墨烯的加入,进一步促进了PVDF的β相形成,增强了材料的局部应变,提高了材料的压电性能。当石墨烯负载量为0.15 wt%时,PVDF/BaTiO3/石墨烯复合纤维膜制备的纳米发电机具有较好的压电输出性能,在受到2 Hz、5 N的力时输出电压最大可达10.8 V,输出功率可达19.4μW。3、静电纺醋酸纤维素膜基压电纳米发电机:纤维素及其衍生物是存量丰富的可再生材料,其结构中存在具有压电性的结晶区。基于制备环保可再生的压电材料的目的,利用静电纺丝法,制备了醋酸纤维素（CA）纳米纤维膜,并通过引入纤维素纳米晶（CNC）,来提高材料的压电性能。（1）利用静电纺丝技术制备了CA纤维膜,并研究了其作为压力驱动的纳米发电机的性质。由于醋酸纤维素的水解程度较高,结晶度较低,利用其制备的纳米发电机输出电压也相对较低,在受到2 Hz、5 N的压力时输出电压最大可达300 m V。其压电性能仍有待于进一步提高。（2）利用静电纺丝法制备了CA/CNC复合纳米纤维膜,CNC的加入,提高了具有压电性的纤维素I型结晶的含量,同时增了纤维的受力形变,对材料的压电性能性能有着显着的提升。当CNC的添加量量为20%时,CA/CNC纳米发电机具有较高的压电转换性能,在受到2 Hz、5 N力时输出电压最大可达1.2 V。另外,CA/CNC纳米发电机输出的电压与受到的压力具有良好的线性关系,这说明CA/CNC纳米发电机具有作为压电传感器的应用潜力。综上,本文制备了三类具有压电性纳米纤维膜材料,通过成分和结构的设计,使其压电行性能得到提升。这些材料都能够制备成纳米发电机,具有在环境中收集能量的能力,在微纳能源与可穿戴器件等领域有着一定的应用前景。
高旭鹏[6]（2021）在《二维铅基卤化物钙钛矿的制备和发光特性的研究》文中研究指明二维（2D）Ruddlesden–Popper（R-P）型钙钛矿作为一种优异的光电材料,具有大的激子结合能、量子限域效应和好的水分稳定性。其分子式为（A′）2（A）n-1BnX3n+1,阳离子配体（A’）、金属离子（B）、卤素（X）和无机层层数（n）的改变都会导致2D钙钛矿材料的晶体结构和光学性质发生变化。在本论文研究初期,已经有大量关于2D钙钛矿薄膜的报道。然而关于2D钙钛矿纳米材料的研究却很少,并且已报道的2D钙钛矿的荧光量子效率较低。基于上述研究背景,我们聚焦铅基溴化物钙钛矿材料的研究,通过调控胶体合成动力学过程,胶体制备了2D和准-2D钙钛矿纳米片,明晰了2D和准-2D钙钛矿纳米片的晶体结构和光学性质,发展了金属离子掺杂策略,实现了其发光性能的调控和优化。具体的研究工作包括以下三个方面:（1）我们通过金属离子表面调控,制备了OAm+(C18H35NH3+)和Cs+共同占据A位的层状准-2D（OAm）2CsPb2Br7（n=2）钙钛矿纳米片。在合成3D CsPbBr3QDs的过程中,引入大量的Mg2+促进了有机配体对无机组分的吸附并改变了其排列方式,在无机组分表面所形成的复合物层状软模板,有效地限制了[PbBr6]4-在c轴方向的生长,定向制备了各向异性的二维层状结构。该准-2D钙钛矿纳米片表现出了荧光量子效率为35%的位于440 nm的荧光发射。重要的是,除了Mg2+,如Ca2+、Co2+、Sr2+、Mn2+等金属阳离子,也能起到类似的表面调控各项异性生长的作用,从而实现3D钙钛矿的降维生长。不同于以往化学计量比制备准-2D钙钛矿的方法,我们通过表面胶体工程调控了准-2D钙钛矿的合成,为合成低维钙钛矿提供了新的思路。（2）基于第一部分的研究成果,我们随后成功制备了Mn2+掺杂的准-2D（OAm）2Cs(Pb1-xMnx)2Br7（n=2）钙钛矿纳米片:通过改变Mn2+与Pb2+的投料摩尔比,可以实现3D钙钛矿QDs向准-2D钙钛矿纳米片的转换,同时在准-2D钙钛矿中实现Mn2+的有效掺杂。此外,研究表明:准-2D钙钛矿宿主向Mn2+发生了高效的能量传递,引起了Mn2+的d-d跃迁,实现了位于614 nm的Mn2+的荧光发射。通过调控Mn2+的投入量,可以实现钙钛矿纳米片在400 nm-700 nm的全光谱荧光。最后,我们将高效的Mn2+掺杂的准-2D钙钛矿作为荧光粉实现了橙光和白光LEDs器件的构筑。（3）2D钙钛矿（n=1）的强量子限域效应使其具有宽的带隙,因而很难发射蓝光和绿光之外的更长波长的荧光。一方面,大的激子结合能加快激子的热猝灭,导致其非常低的荧光量子效率,另一方面,紧束缚激子更有利于宿主向掺杂剂的能量传递。为此,我们采用了一种简单、高效且低耗能的室温结晶法制备了一系列的Mn2+掺杂的2D（PEA）2PbBr4纳米片。Mn2+掺杂的（PEA）2PbBr4具有双峰发射特征,发射中心位于410 nm和600 nm,分别对应于宿主钙钛矿的自由激子跃迁和Mn2+的d-d跃迁。我们通过调节最佳Mn2+掺杂量,构筑了最高效的能量传递体系,使得材料的PLQY达到了54%。我们利用变温荧光光谱和时间分辨荧光光谱技术,对宿主到Mn2+的能量传递过程进行了深入的研究与验证。最后,我们用Mn2+掺杂的2D（PEA）2PbBr4纳米片制备了不同色温的白光LEDs。综上所述,我们发展了2D和准-2D钙钛矿纳米片的胶体制备新策略,揭示了准-2D钙钛矿的晶体结构和光学性质的构效关系,构筑了准-2D钙钛矿基LEDs器件,为其在光电领域应用提供了新的思路。
张伯轩[7]（2021）在《PbSe纳米线的可控生长及中红外探测器的研制》文中认为Ⅳ-Ⅵ族半导体材料是直接带隙材料,具有材料均匀稳定、俄歇系数低、电子和空穴的有效质量小、电子迁移率高、载流子寿命长,以及在硅衬底上能大面积生长等优点,但也存在体内的缺陷浓度比较高,暗电流较大,光电性能不高等缺点。本项目采用PbSe材料构建中红外探测器,研究了纳米线和纳米晶的光电特性,以及材料的生长方法。用真空镀膜机、管式炉等相对简易的设备制备了能在常温下工作的探测器,并对PbSe探测器进行了一系列参数测试,类似的做法未见于文献记载。论文的主要工作内容如下:1)基于密度泛函理论计算了 PbSe材料的能带结构和态密度,通过计算结果分析了 PbSe的物理性质、电子特性、光学特性等等,计算的PbSe材料的禁带宽度为0.367eV、电子有效质量为0.0256m0和空穴有效质量为0.0213m0。2)研究了基于化学气相沉积法（CVD）法对PbSe纳米线和纳米晶可控生长方法。采用硅片基底表面镀铅,用铅来催化生长PbSe纳米线,在500-600℃硅片基底上生长得到PbSe纳米线,改变镀铅层的厚度可改变纳米线样品的大小。用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）对材料的结构进行了表征。另外,本文也通过改变冷凝温度,在300-500℃的硅片基底上成功制备PbSe晶粒。3)利用叉指电极制备了中红外探测器,并测试相关参数。我们制备了大量样品,并选取了性能最理想的样品进行了 PL检测,并测试了样品的红外特性,计算得到了电压响应度曲线,峰值响应度为1254V/W,在波数3000cm-1处出现。计算得到其噪声等效功率为3.62×10-8W-1。最终得到其常温下归一化探测率为4.88×108cm·Hz1/2·W-1。相对而言,目前的制备方式对设备要求很低,成本低廉,且能够在常温下稳定工作。在成本优势的基础上,其红外响应方面仍有很大的改进空间。
刘智妍[8]（2021）在《银纳米片的制备及形貌演化研究》文中指出银纳米片所具有的小尺寸效应,使其有着奇特的物理化学性质,在电学、光学、传感技术及生物医学等诸多领域都有特别的应用。通过调控颗粒的形貌和尺寸能得到具有一定特性的银纳米粒子并使其应用到相关领域。至今为止,制备银纳米片的方法主要有化学还原法、光诱导化学法、软模板法、超声辅助法和生物法等等。本论文采用金属盐还原的方法在室温的条件下来制备银纳米片。通过向银氨溶液中加入葡萄糖作还原剂,并引入一定量的硝酸铝溶液来诱导生成银纳米片。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）等测试手段对合成的银片进行了表征。探究了在银氨溶液中加入不同反应物对制备的银纳米片形貌的影响。主要的工作如下:（1）在室温条件下采用金属盐还原法来制备银纳米片。首先制备银氨溶液,然后在银氨溶液中加入葡萄糖、硝酸铝溶液,制备出了银纳米片,其形貌是不规则的。通过TEM、EDX、XRD等分析手段详细的研究了银纳米片的微观结构。分析了化学反应及银纳米片的形成过程,提出了银纳米片的生长机理。（2）探究出一种新型的六边形银纳米片的制备方法,在室温下,以银氨溶液为银源,双氧水为还原剂,硝酸铝溶液原位生成的氢氧化铝来诱导生成六边形银纳米片。利用SEM、EDX、XRD等手段研究了六边形银纳米片的微观结构,并对其生长机制进行了讨论,同时通过对比实验,探究了不同还原剂对银纳米片形貌的影响。（3）获得了银颗粒的形貌演化规律,以葡萄糖为还原剂,不加硝酸铝时所得到的银颗粒,其形貌主要为等轴状颗粒且不规则的聚集体;而有硝酸铝参与反应时,所得到的银颗粒形貌为不规则纳米片;以双氧水为还原剂,有硝酸铝参与反应时,所得银颗粒的形貌主要为六边形。
杨祥鹏[9]（2021）在《磁流体的非线性光学性质研究》文中认为非线性光学是现代光学的一个新兴重要的分支,其研究领域为介质在强相干光作用下产生的非线性现象及其应用。由于各种超快激光器技术的迅速发展,非线性光学迎来了新的发展机遇。与此同时,脉冲激光技术对非线性光学材料的性能要求也越来越高。目前具有可调节非线性光学性质的新材料非常少,因此对新型可调节非线性光学材料和光学器件研究的开展显得尤为迫切。近年来,人们发现球形介质纳米颗粒的悬浮液可以表现出非常优异的非线性光学性质,因此国内外学者对纳米颗粒悬浮液的非线性光学特性进行了广泛的研究,但是目前对磁流体的非线性光学性质缺乏相关研究,尤其是在皮秒或者飞秒时间尺度下超快激光对磁性纳米粒子悬浮液进行可调谐非线性光学的研究尚为空白。本文重点研究了磁流体在不同时间尺度下超快激光激发的各种非线性光学特征。主要研究内容如下:（1）制备了九种不同浓度水基磁流体,并且对其做了线性光学方面的表征。首先使用三棱镜全反射的方法测量了低浓度磁流体的线性折射率。通过搭建测量磁流体透过率的试验装置,测量了磁流体在可调高功率半导体激光器作用下的线性透过率。研究了斜入射角下磁流体光栅的弯曲衍射现象。（2）系统研究了磁流体在高功率收敛和发散连续高斯激光光束的空间自相位调制效应。通过改变样品位置、浓度、入射激光功率和波长等变量来研究磁流体对激光的空间自相位调制过程。首次发现了不同于磁流体热透镜效应的空间自相位调制现象。提出了一种简单便捷的方法来判定磁流体在连续激光作用下的自散焦特征,即可以通过远场的衍射中心的明条纹来判断。从理论和实验两方面对高斯光束的收敛和发散引起的非线性相移与产生远场衍射环数的关系进行了深入研究。总结了衍射图样随着激光入射功率的变化而变化的规律。通过衍射环个数与入射光强的计算公式算出样品在不同位置的非线性折射率系数和三阶非线性极化率。最后研究了磁流体对于发散和收敛的高斯光束的光限幅现象。（3）利用Z扫描实验平台研究了磁流体分别在皮秒和飞秒时域下的非线性光学性质。计算了两种不同脉冲时域激光激发下样品的非线性吸收系数和非线性折射系数,同时通过电子跃迁理论解释了相关现象。研究了通过改变入射功率来调控磁流体的非线性光学性质,进一步在理论上解释了磁流体非线性特征的调制反转这一现象。研究了磁流体作为饱和吸收体在锁模方面的应用,获得了稳定的输出脉冲。（4）利用Z扫描测试平台,研究了高功率皮秒激光入射条件下磁流体中四氧化三铁纳米颗粒团簇形成的过程。通过从高到低调节激光的入射功率,研究了纳米颗粒团簇形成的条件和稳定持续的时间等重要信息,建立了一个基于光力诱导四氧化三铁纳米颗粒动态迁移和团簇的物理模型。进一步研究了四氧化三铁纳米颗粒胶体悬浮液在激光诱导团簇后非线性光学性质的演化。测定了磁流体的反饱和吸收系数和非线性折射率,并与磁流体干燥后的薄膜样品进行了相关参数的比较。图82幅,表16个,参考文献217篇。
张莹莹[10]（2021）在《微纳米结构PEDOT-MeOH的制备及其电容性能》文中认为随着便携式电子设备及电动汽车的发展,能量存储设备变得越来越重要,在不同类型的能量存储系统中,电化学能量存储装置占主导地位,其中超级电容器（SCs）作为一种高效、环保、新型的储能器件,因其具有快速充放电、高功率密度及高循环寿命等特点受到了广泛关注。除了电解质外,电极材料也是决定SCs电容性能的关键因素。导电聚合物作为SCs电极材料的一种,因其具有快速的氧化还原活性、高导电性和成本低廉等优点,其研究日益增多。而基于导电聚合物的纳米结构（比如纳米线、纳米管、纳米微球及纳米棒等）因其具有高表面积、更短的电子/离子转移路径及更多的氧化还原反应活性位点等优点,其作为一种新兴的纳米材料引起了学术界和工业界的广泛关注。水溶性的导电高分子具有在水中的溶解度高、加工方便及应用范围广等优点。因此,本文选用水溶性的羟甲基（3,4-乙烯二氧噻吩）（EDOT-Me OH）作为研究对象,利用电化学聚合法,从无序到有序构建了具有不同形貌的聚羟甲基（3,4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT-MeOH）微纳米结构,并将其应用到超级电容器中。主要研究内容如下:1.采用一步电化学共沉积法制备了PEDOT-Me OH与单壁碳纳米管（SWCNT）的纳米网络复合物,即PEDOT-Me OH/SWCNT,并测试了其电化学性能。扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的结果表明,PEDOT-MeOH均匀地附着在SWCNT的表面,并形成相互缠绕的三维网络结构。电化学测试结果表明,在扫速为5 m V s-1时,所制备的PEDOT-Me OH/SWCNT纳米网络电极的面积比电容为114.3 m F cm-2,经过5000次循环后,其电容保留率为80%。利用该电极组装的对称性SCs,最高能量密度为5.35μWh cm-2,在5000次循环后,其电容保留率高达90%。2.利用无模板法,通过两步电化学聚合制备了PEDOT-Me OH纳米网包覆PEDOT-Me OH纳米管的纳米复合物（PEDOT-Me OH-PNN@PEDOT-Me OH-HNA）并测试了其电化学性能。SEM结果表明,PEDOT-Me OH纳米网均匀地缠绕在垂直生长的PEDOT-Me OH纳米管壁上形成三维立体结构。电化学结果表明,在扫速为5 m V s-1时,所制备的PEDOT-Me OH纳米复合结构电极的面积比电容为42.2 m F cm-2,该电极组装的对称性SCs,最高能量密度为3.0μWh cm-2,在10000次充放电循环后,其电容保留率仍保有90%,倍率性能及稳定性得到显着的提升。3.以有序硅柱阵列为模板在乙腈-高氯酸锂（0.1M）溶液中采用一步电化学聚合法,将PEDOT-Me OH的多孔微纳米网络立体结构紧密的包裹在硅柱阵列表面,成功的制备出基于PEDOT-Me OH的有序微纳米结构阵列电极（PEDOT-MeOH@Si-pillar）并探究了其电化学性能。经过一系列沉积时间的优化,并结合所制备的PEDOT-Me OH@Si-pillar微纳米结构有序阵列的形貌,得到最优的电极并测试其电化学性能。电化学结果表明,在扫速为5 m V s-1时,其比电容为58.81m F cm-2。为了进一步探究PEDOT-Me OH@Si-pillar的电化学性能,以PEDOT-MeOH@Si-pillar作为正极,以同样的方法制备的PEDOT多孔的微纳米结构有序阵列作为负极,组装了非对称性SCs。该电容器在扫速为5 m V s-1时的比电容为70.55 m F cm-2,最高能量密度为18.22μWh cm-2,10000次循环后,其电容保留率为88.3%。
二、纳米材料制备方法和展望（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、纳米材料制备方法和展望（论文提纲范文）
（1）自支撑电极材料的电子结构及其电化学性能研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电解水制氢 |
| 1.2.1 电解水基本原理 |
| 1.2.2 HER电催化剂的研究进展 |
| 1.2.2.1 贵金属基HER催化剂 |
| 1.2.2.2 非贵过渡金属基HER催化剂 |
| 1.2.3 OER电催化剂的研究进展 |
| 1.2.3.1 贵金属基OER催化剂 |
| 1.2.3.2 非贵过渡金属基OER催化剂 |
| 1.3 水滑石材料在电解水中的应用 |
| 1.3.1 水滑石材料的基本结构 |
| 1.3.2 水滑石基电催化剂设计策略 |
| 1.3.2.1 本征活性的提高 |
| 1.3.2.2 活性位点数量的增加 |
| 1.4 锂离子电池 |
| 1.4.1 锂离子电池基本原理 |
| 1.4.2 锂离子电池负极材料 |
| 1.4.2.1 嵌入型锂电负极材料 |
| 1.4.2.2 合金化锂电负极材料 |
| 1.4.2.3 转化型锂电负极材料 |
| 1.5 多酸在电化学储能领域的应用 |
| 1.5.1 多酸的基本结构 |
| 1.5.2 多酸基储能材料的设计策略 |
| 1.6 电化学沉积法制备电极材料 |
| 1.6.1 电沉积具体方法 |
| 1.6.2 电沉积法制备电解水电极材料 |
| 1.6.3 电沉积法制备锂离子电池电极材料 |
| 1.7 本论文选题依据和主要内容 |
| 第二章 LDH-Co_3O_4/NF复合材料的分级结构和电子结构设计及其电解水性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验药品 |
| 2.2.2 材料表征 |
| 2.2.3 材料合成 |
| 2.2.4 电化学性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 LDH-Co_3O_4/NF复合材料的基本结构表征 |
| 2.3.2 LDH-Co_3O_4/NF复合材料的电催化析氧和析氢反应研究 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 三元水滑石中Co的电子结构调控及其对电催化OER性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验药品 |
| 3.2.2 材料表征 |
| 3.2.3 材料合成 |
| 3.2.4 电极材料的制备 |
| 3.2.5 电催化OER反应测试 |
| 3.2.6 自旋极化密度泛函理论计算 |
| 3.2.6.1 计算模型 |
| 3.2.6.2 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 三元水滑石Ni(Co_(0.5)Fe_(0.5))LDHs的基本结构研究 |
| 3.3.2 三元水滑石Ni(Co_(0.5)Fe_(0.5))LDHs的精细结构表征 |
| 3.3.3 三元水滑石Ni(Co_(0.5)Fe_(0.5))LDHs的电催化OER反应研究 |
| 3.3.4 不同Co/Fe比例的Ni(Co_(1-x)Fe_x)/NF电催化OER反应研究 |
| 3.3.5 不同Co/Fe比例的 Ni(Co_(1-x)Fe_x)/NF对 OER催化的 DFT计算 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 自支撑多酸基复合材料的构筑及其锂电负极性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验药品 |
| 4.2.2 材料表征 |
| 4.2.3 材料合成 |
| 4.2.4 锂离子电池负极电极片的制备 |
| 4.2.5 锂离子电池组装及电化学性能测试 |
| 4.2.6 自旋极化密度泛函理论计算 |
| 4.2.6.1 计算模型 |
| 4.2.6.2 计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 自支撑PANi-PMo_(12)/CC复合材料的基本结构表征 |
| 4.3.2 自支撑PANi-PMo_(12)/CC复合材料的电子结构研究 |
| 4.3.3 PANi-PMo_(12)/CC的锂电负极性能研究 |
| 4.3.4 PANi-PMo_(12)/CC相互作用以及锂离子吸附的DFT计算 |
| 4.3.5 PANi-PMo_(12-x)V_x/CC复合材料的构筑及锂电负极性能研究 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 论文创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 发表论文及研究成果 |
| 导师简介 |
| 作者简介 |
| 附件 |
（2）面向中温储热的多元醇相变材料热物性的分子动力学模拟与实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的背景和意义 |
| 1.1.1可再生能源与储热技术 |
| 1.1.2 中温区多元醇相变材料 |
| 1.2 多元醇相变材料的热物性研究现状 |
| 1.2.1 多元醇相变材料的储热特性 |
| 1.2.2 多元醇相变材料的导热特性 |
| 1.3 国内外研究现状总结 |
| 1.3.1 羟基和纳米添加物对多元醇相变材料相变焓值的影响 |
| 1.3.2 羟基和晶体结构对多元醇相变材料微观热传导的影响 |
| 1.3.3 多元醇相变材料和金属界面间的热传导特性 |
| 1.4 课题的研究内容和技术路线 |
| 1.5 课题来源 |
| 2 分子动力学模拟方法和实验表征手段 |
| 2.1 分子动力学模拟方法 |
| 2.1.1 基本原理与概念 |
| 2.1.2 分子建模和计算方法 |
| 2.1.3 各热物性参数计算方法 |
| 2.2 热物性的实验表征手段 |
| 2.2.1 相变材料试样的制备 |
| 2.2.2 热物性分析测试仪器 |
| 2.2.3 改进型稳态热流法接触热阻测试仪器 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 羟基和纳米添加物对醇类材料相变焓值的微观影响机理研究 |
| 3.1 羟基对赤藓糖醇熔化焓的影响规律研究 |
| 3.1.1 力场参数和验证 |
| 3.1.2 赤藓糖醇固液两相模型 |
| 3.1.3 羟基对赤藓糖醇熔化焓值的贡献 |
| 3.2 纳米添加物对正十六醇材料相变焓值的影响规律研究 |
| 3.2.1 纳米复合相变材料模型 |
| 3.2.2 纳米复合相变材料的制备 |
| 3.2.3 纳米添加物对正十六醇相变焓值的抑制 |
| 3.3 氧化石墨烯对正十六醇材料相变焓值的影响规律研究 |
| 3.3.1 基于氧化石墨烯的纳米复合相变材料模型 |
| 3.3.2 基于氧化石墨烯的纳米复合相变材料的制备 |
| 3.3.3 氧化石墨烯内羟基对纳米复合相变材料相变焓的贡献 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 氢键对多元醇相变材料导热性能的微观影响机理及优化研究 |
| 4.1 赤藓糖醇的导热性能研究 |
| 4.1.1 赤藓糖醇微观导热模拟细节 |
| 4.1.2 导热系数测试细节 |
| 4.1.3 固液相变前后赤藓糖醇导热系数的变化规律 |
| 4.2 季戊四醇的导热性能研究 |
| 4.2.1 季戊四醇微观导热模拟细节 |
| 4.2.2 导热系数测试细节 |
| 4.2.3 固固相变前后季戊四醇导热系数的变化规律 |
| 4.3 正一元醇材料导热性能强化的分子设计研究 |
| 4.3.1 正一元醇“理想晶体”模型设计与构建 |
| 4.3.2 导热系数测试细节 |
| 4.3.3 正一元醇“理想晶体”的导热性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 多元醇相变材料与金属界面间的热传导特性研究 |
| 5.1 赤藓糖醇与金属界面接触热阻的实验测试研究 |
| 5.1.1 改进型稳态热流法测试仪器测试准确性验证 |
| 5.1.2 表面粗糙度对赤藓糖醇与薄型金属界面间接触热阻的影响规律 |
| 5.1.3 接触压力对赤藓糖醇与薄型金属界面间接触热阻的影响规律 |
| 5.2 界面接触比率对赤藓糖醇与金属界面热传导影响的微观模拟研究 |
| 5.2.1 赤藓糖醇与金属微观界面导热模拟细节 |
| 5.2.2 界面接触比率对赤藓糖醇与金属界面热传导的影响机制 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
（3）垂直取向石墨烯边缘能质传递强化机理及能源应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 碳基能源储存与转化材料概述 |
| 1.2.1 传统碳基能源储存与转化材料 |
| 1.2.2 低维度碳纳米能源储存与转化材料 |
| 1.2.3 取向性碳纳米材料 |
| 1.3 能源储存与转化材料中的能质传递机理 |
| 1.3.1 电子传递强化基本策略 |
| 1.3.2 离子输运与固液界面静电吸附机理 |
| 1.3.3 纳米尺度下的界面能质传递过程 |
| 1.4 能质传递过程中的边缘效应 |
| 1.4.1 垂直取向石墨烯的边缘结构调控 |
| 1.4.2 边缘效应及能源储存与转化应用 |
| 1.5 本论文研究内容 |
| 2 实验和数值计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料与仪器设备 |
| 2.3 材料表征分析 |
| 2.3.1 形貌结构分析 |
| 2.3.2 材料构成分析 |
| 2.3.3 表面光电特性分析 |
| 2.3.4 电化学石英晶体微天平分析 |
| 2.4 性能评价分析 |
| 2.4.1 光催化水裂解制氢性能评价系统 |
| 2.4.2 超级电容储能性能测试及应用平台 |
| 2.5 数值计算方法 |
| 2.5.1 分子动力学模拟简介 |
| 2.5.2 密度泛函理论计算简介 |
| 2.5.3 建模、模拟软件及相关数据后处理方法 |
| 3 垂直取向石墨烯边缘调控及能质传递强化机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 垂直取向石墨烯的PECVD制备与边缘生长调控 |
| 3.2.1 等离子体源的选择 |
| 3.2.2 生长基底的选择 |
| 3.2.3 垂直取向石墨烯边缘生长调控方法 |
| 3.3 垂直取向石墨烯边缘形貌结构研究 |
| 3.3.1 垂直取向石墨烯边缘形貌结构表征 |
| 3.3.2 PECVD法制备垂直取向石墨烯的基底适应性分析 |
| 3.3.3 垂直取向石墨烯边缘生长模式与密度调控研究 |
| 3.4 垂直取向石墨烯光学与光电响应特性 |
| 3.4.1 垂直取向石墨烯光吸收性能研究 |
| 3.4.2 垂直取向石墨烯光电响应行为研究 |
| 3.4.3 石墨烯边缘光电场时域有限差分模拟 |
| 3.5 垂直取向石墨烯边缘电子结构与光诱导电场增强效应 |
| 3.5.1 密度泛函理论模拟研究 |
| 3.5.2 扫描开尔文探针显微表征 |
| 3.5.3 近场光诱导力显微表征 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 边缘光激发载流子分离强化及光催化制氢研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 GCN/NVG复合结构设计与限域制备 |
| 4.2.1 目标结构设计 |
| 4.2.2 基于垂直取向石墨烯的石墨相氮化碳限域制备 |
| 4.3 材料表征与分析 |
| 4.3.1 微观形貌与结构表征 |
| 4.3.2 光学性质与表面浸润性表征 |
| 4.4 光催化裂解水制氢性能表征 |
| 4.4.1 固载式光催化试验体系 |
| 4.4.2 光催化活性与表观量子产率 |
| 4.5 GCN/NVG复合结构中载流子动力学特征研究 |
| 4.5.1 GCN/NVG复合材料电子结构 |
| 4.5.2 光激发载流子分离强化研究 |
| 4.5.3 垂直取向石墨烯促进光催化机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 边缘固液界面相平衡结构优化及电容去离子研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电容去离子技术概述 |
| 5.2.1 技术背景 |
| 5.2.2 性能指标 |
| 5.2.3 电极材料 |
| 5.2.4 共离子效应与电荷效率 |
| 5.2.5 太阳光驱动/促进电容去离子相关研究 |
| 5.3 光促进电容去离子性能研究 |
| 5.3.1 电极制备与电容去离子试验系统 |
| 5.3.2 电极微观形貌表征 |
| 5.3.3 电化学性能测试 |
| 5.3.4 光照吸脱附性能测试 |
| 5.4 光照促进电容去离子机理研究 |
| 5.4.1 基于光诱导力显微的边缘电场探测 |
| 5.4.2 基于分子动力学模拟的固液界面相平衡结构研究 |
| 5.4.3 基于电化学石英晶体微天平的离子输运行为研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 适应室温离子液体的富边缘电极构筑及滤波电容储能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 富边缘石墨烯泡沫电极制备与表征 |
| 6.2.1 富边缘石墨烯泡沫电极制备 |
| 6.2.2 电极微观形貌与结构表征 |
| 6.3 混合离子液体电解液性能表征 |
| 6.3.1 混合离子液体电解液配制 |
| 6.3.2 电解液物性表征 |
| 6.4 基于混合室温离子液体电解质的石墨烯泡沫储能性能 |
| 6.4.1 电化学表征方法 |
| 6.4.2 垂直取向石墨烯泡沫形貌对储能性能的影响 |
| 6.4.3 基于垂直取向石墨烯泡沫的交流滤波应用 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 研究总结 |
| 7.2 研究创新点 |
| 7.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（4）石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 术语符号清单 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 太阳能光热蒸发及分布式应用 |
| 1.2 光热局域化界面蒸发研究进展 |
| 1.3 固-液界面传热及影响因素 |
| 1.4 石墨烯的性质及结构特征 |
| 1.5 研究内容及课题来源 |
| 第2章 研究方法与实验设备 |
| 2.1 材料制备步骤 |
| 2.2 数值模拟计算 |
| 2.3 材料表征技术 |
| 2.4 光热局域化实验测试 |
| 第3章 石墨烯的结构取向对其光学性质的影响机制 |
| 3.1 石墨化结构的光学各向异性及原理 |
| 3.2 石墨烯取向特征与光学性质的关联 |
| 3.3 石墨烯光陷阱结构的构筑与优化 |
| 第4章 石墨烯微纳结构的光热转换与热局域化效应 |
| 4.1 垂直取向石墨烯的光热转换 |
| 4.2 热局域化结构的构筑与表征 |
| 4.3 光热局域化的能量集中效应 |
| 第5章 石墨烯微纳结构的固液界面传热与强化机理 |
| 5.1 取向特征与固-液界面传热的关联 |
| 5.2 纳米取向结构强化固-液界面传热 |
| 5.3 表面润湿性对固-液界面传热的影响 |
| 第6章 光热局域化界面蒸发的快速响应与能效调控 |
| 6.1 表面水流通道的构筑与实验说明 |
| 6.2 光热局域化界面蒸发过程机理 |
| 6.3 表面润湿特性与能流密度的匹配 |
| 6.4 石墨烯材料的放大制备与蒸汽灭菌 |
| 第7章 光热界面蒸发的传质过程优化及海水淡化应用 |
| 7.1 氮掺杂石墨烯的形貌结构与性质 |
| 7.2 表面水流通道的验证与效用分析 |
| 7.3 基于光热局域化效应的海水淡化 |
| 7.4 引导蒸汽扩散降低光路能量耗散 |
| 7.5 积盐自清洗及离子输运机理分析 |
| 第8章 石墨烯的选择性光热界面蒸发及污水净化应用 |
| 8.1 海水的油类污染削弱光热蒸发性能 |
| 8.2 双功能基团修饰制备亲水疏油石墨烯 |
| 8.3 亲水疏油石墨烯的选择性输运与机理 |
| 8.4 基于光热局域化效应的含油污水净化 |
| 第9章 微纳结构与光热效应协同增强界面流动及应用 |
| 9.1 石墨烯微纳结构的毛细吸附与强化机理 |
| 9.2 石墨烯微纳结构的虹吸输运与强化机理 |
| 9.3 光热局域化加速流体吸附与界面流动 |
| 第10章 基于高分子光致石墨化效应的石墨烯制备方法 |
| 10.1 有机高分子的光致石墨化过程 |
| 10.2 曝光时间对树脂石墨化的影响 |
| 10.3 辐射强度对树脂石墨化的影响 |
| 10.4 重复超短曝光制备少层石墨烯 |
| 第11章 全文总结及展望 |
| 11.1 研究总结 |
| 11.2 研究创新点 |
| 11.3 不足与展望 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 参考文献 |
（5）静电纺压电纳米纤维膜基纳米发电机的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 压电学概述 |
| 1.2.1 压电效应简介 |
| 1.2.2 压电材料简介 |
| 1.2.2.1 压电晶体 |
| 1.2.2.2 压电陶瓷 |
| 1.2.2.3 压电聚合物 |
| 1.2.2.4 压电复合材料 |
| 1.2.3 纳米发电机简介 |
| 1.2.3.1 压电纳米发电机 |
| 1.2.3.2 摩擦电纳米发电机 |
| 1.2.3.3 热释电纳米发电机 |
| 1.2.3.4 复合纳米发电机 |
| 1.3 高压静电纺丝技术及其在纳米发电机中的应用 |
| 1.3.1 高压静电纺丝技术简介 |
| 1.3.2 静电纺丝技术在纳米发电机中应用 |
| 1.4 本文的选题与设计思路 |
| 第2章 基于聚偏氟乙烯纳米纤维膜的声电转换纳米发电机 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 静电纺PVDF纳米纤维膜基声电转化纳米发电机的制备及其性能研究 |
| 2.2.1 实验部分 |
| 2.2.1.1 实验试剂 |
| 2.2.1.2 材料制备 |
| 2.2.1.3 器件制备 |
| 2.2.1.4 测试仪器 |
| 2.2.1.5 声电转换性能测试 |
| 2.2.2 结果与讨论 |
| 2.2.2.1 形貌与结构表征 |
| 2.2.2.2 声电转换性能测试 |
| 2.3 静电纺PVDF-ZnO复合纳米纤维膜基声电转化纳米发电机的制备及其性能研究 |
| 2.3.1 实验部分 |
| 2.3.1.1 实验试剂 |
| 2.3.1.2 材料制备 |
| 2.3.1.3 测试仪器 |
| 2.3.1.4 器件制备 |
| 2.3.1.5 声电转换性能测试 |
| 2.3.2 结果与讨论 |
| 2.3.2.1 形貌与结构表征 |
| 2.3.2.2 声电转换性能表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于静电纺聚偏氟乙烯/钛酸钡复合纳米纤维膜的纳米发电机 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 静电纺聚偏氟乙烯/钛酸钡复合纳米纤维膜基纳米发电机的制备及性能研究 |
| 3.2.1 实验部分 |
| 3.2.1.1 实验试剂与药品 |
| 3.2.1.2 测试仪器 |
| 3.2.1.3 材料制备 |
| 3.2.1.4 器件制备 |
| 3.2.1.5 压电性能测试 |
| 3.2.2 结果与讨论 |
| 3.2.2.1 形貌与结构表征 |
| 3.2.2.2 压电性能表征 |
| 3.3 静电纺聚偏氟乙烯/钛酸钡/石墨烯复合纳米纤维膜基纳米发电机的制备及性能研究 |
| 3.3.1 实验部分 |
| 3.3.1.1 实验试剂 |
| 3.3.1.2 测试仪器 |
| 3.3.1.3 材料制备 |
| 3.3.1.4 器件制备 |
| 3.3.1.5 压电性能测试 |
| 3.3.2 结果与讨论 |
| 3.3.2.1 形貌与结构表征 |
| 3.3.2.2 压电性能表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 静电纺醋酸纤维素膜基纳米发电机的制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 静电纺醋酸纤维素纳米纤维膜基纳米发电机的制备及性能研究 |
| 4.2.1 实验部分 |
| 4.2.1.1 实验试剂 |
| 4.2.1.2 材料制备 |
| 4.2.1.3 器件制备 |
| 4.2.1.4 测试仪器 |
| 4.2.2 结果与讨论 |
| 4.2.2.1 形貌与结构表征 |
| 4.3 静电纺醋酸纤维素/纤维素纳米晶复合纤维膜基纳米发电机的制备及性能研究。 |
| 4.3.1 实验部分 |
| 4.3.1.1 实验试剂 |
| 4.3.1.2 材料制备 |
| 4.3.1.3 器件制备 |
| 4.3.1.4 测试仪器 |
| 4.3.2 结果与讨论 |
| 4.3.2.1 形貌与结构表征 |
| 4.3.2.2 压电转换性能表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（6）二维铅基卤化物钙钛矿的制备和发光特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 不同维度的钙钛矿材料 |
| 1.2.1 三维钙钛矿 |
| 1.2.2 二维钙钛矿 |
| 1.2.3 一维和零维钙钛矿 |
| 1.3 二维钙钛矿的制备方法 |
| 1.3.1 二维钙钛矿晶体 |
| 1.3.2 二维钙钛矿薄膜 |
| 1.4 二维钙钛矿的物理与光学性质 |
| 1.4.1 激子和电子结构性质 |
| 1.4.2 钙钛矿的发光特性 |
| 1.5 基于二维钙钛矿的LEDs研究现状 |
| 1.5.1 近红外/红光LEDs |
| 1.5.2 绿光LEDs |
| 1.5.3 蓝光LEDs |
| 1.6 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 Mg~(2+)调控三维CsPbBr_3量子点向准-二维钙钛矿的降维工程 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验内容 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 Mg~(2+)调控准-二维(OAm)_2CsPb_2Br_7的合成 |
| 2.2.3 不同金属离子调控准-二维(OAm)_2CsPb_2Br_7的合成 |
| 2.2.4 表征方法 |
| 2.3 Mg~(2+)调控准-二维(OAm)_2CsPb_2Br_7的性质 |
| 2.3.1 结构和形貌分析 |
| 2.3.2 光学特性分析 |
| 2.3.3 相分布调控分析 |
| 2.3.4 形成机理分析 |
| 2.4 不同金属离子调控准-二维(OAm)_2CsPb_2Br_7的性质 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 Mn~(2+)对三维CsPbBr_3降维和二维钙钛矿光学性质的双重调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验内容 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 Mn~(2+)调控准-二维(OAm)_2Cs(Pb_(1-x)Mn_x)_2Br_7的合成 |
| 3.2.3 基于准-二维(OAm)_2Cs(Pb_(1-x)Mn_x)_2Br_7 LEDs的制备 |
| 3.2.4 表征方法 |
| 3.3 准-二维(OAm)_2Cs(Pb_(1-x)Mn_x)_2Br_7的性质 |
| 3.3.1 结构和形貌分析 |
| 3.3.2 光学特性分析 |
| 3.3.3 荧光机理分析 |
| 3.4 基于准-二维(OAm)_2Cs(Pb_(1-x)Mn_x)_2Br_7 LEDs的性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Mn~(2+)掺杂二维钙钛矿(PEA)_2PbBr_4纳米片与白光LEDs |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验内容 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 二维(PEA)_2PbX_4(X=Br,I)纳米片的合成 |
| 4.2.3 Mn~(2+)掺杂二维(PEA)_2PbBr_4纳米片的合成 |
| 4.2.4 CsPb(Cl/Br)_3 QDs的合成 |
| 4.2.5 基于Mn~(2+)掺杂二维(PEA)_2PbBr_4白光LEDs的制备 |
| 4.2.6 表征方法 |
| 4.3 二维(PEA)_2Pb X_4纳米片的结构和光学性质 |
| 4.4 Mn~(2+)掺杂二维(PEA)_2PbBr_4纳米片的性质 |
| 4.4.1 结构和形貌分析 |
| 4.4.2 光学特性分析 |
| 4.4.3 荧光机理分析 |
| 4.4.4 稳定性分析 |
| 4.5 基于Mn~(2+)掺杂二维(PEA)_2PbBr_4纳米片白光LEDs的性能 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（7）PbSe纳米线的可控生长及中红外探测器的研制（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 红外探测器的研究进展 |
| 1.3 红外探测器的分类 |
| 1.3.1 常见的红外探测器材料介绍 |
| 1.3.2 常见的红外探测器结构介绍 |
| 1.4 纳米材料的性质与纳米线的应用 |
| 1.4.1 纳米材料的物理效应 |
| 1.4.2 纳米线材料的应用 |
| 1.4.3 PbSe材料制备现状 |
| 1.5 本论文的研究意义及研究内容 |
| 1.5.1 本文研究意义 |
| 1.5.2 本文研究内容 |
| 第二章 PbSe材料的制备与表征方法 |
| 2.1 半导体纳米薄膜成核理论简介 |
| 2.2 常见的半导体纳米材料制备方法介绍 |
| 2.2.1 水热法 |
| 2.2.2 溶剂热法 |
| 2.2.3 分子束外延法(MBE) |
| 2.2.4 化学浴沉积法(CBD) |
| 2.2.5 化学气相沉积法(CVD) |
| 2.3 表征方法介绍 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜 |
| 2.3.2 能谱仪 |
| 2.3.3 X射线衍射仪 |
| 2.3.4 光致发光测试系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 PbSe材料理论计算与分析 |
| 3.1 PbSe的能带结构仿真 |
| 3.1.1 能带结构的物理意义 |
| 3.1.2 能带结构和态密度的仿真计算 |
| 3.1.3 能带结构图分析 |
| 3.1.4 态密度图分析 |
| 3.2 PbSe材料的应用 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 PbSe材料的生长及其表征 |
| 4.1 PbSe纳米线生长 |
| 4.1.1 用真空镀膜机给硅片表面镀铅 |
| 4.1.2 PbSe纳米线的CVD生长 |
| 4.2 实验结果与分析 |
| 4.2.1 光学显微镜下的图像 |
| 4.2.2 扫描电子显微镜下的图像 |
| 4.2.3 能谱仪表征 |
| 4.2.4 X射线衍射(XRD)表征 |
| 4.3 PbSe粗线材料的制备 |
| 4.4 PbSe晶粒的制备 |
| 4.4.1 光学显微镜下的PbSe晶粒 |
| 4.4.2 扫描电子显微镜下的PbSe纳米晶 |
| 4.4.3 纳米晶样品的XRD表征 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 PbSe中红外探测器的光电特性测试 |
| 5.1 红外光探测电路与叉指电极探测器 |
| 5.2 叉指电极探测器的制备 |
| 5.2.1 PbSe薄膜的制备 |
| 5.2.2 敏化处理 |
| 5.2.3 叉指电极的制备 |
| 5.2.4 PCB封装 |
| 5.3 实验结果及分析 |
| 5.3.1 响应度 |
| 5.3.2 噪声等效功率 |
| 5.3.3 探测率 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 在校期间所取得的科研成果 |
（8）银纳米片的制备及形貌演化研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 纳米材料的基本特性 |
| 1.3 纳米材料的制备方法 |
| 1.4 银纳米材料的制备 |
| 1.5 银纳米材料的应用 |
| 1.6 本论文的主要研究目的和内容 |
| 第二章 银纳米片的制备及表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验试剂和仪器设备 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 仪器设备 |
| 2.3 银纳米片的制备与表征 |
| 2.3.1 银纳米片的制备 |
| 2.3.2 银纳米片的表征 |
| 2.4 对比实验研究 |
| 2.5 银纳米片生长机理的的讨论与分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 六边形银纳米片的制备和表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验试剂和仪器设备 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 仪器设备 |
| 3.3 银纳米片的制备与表征 |
| 3.3.1 银纳米片的制备 |
| 3.3.2 银纳米片的表征 |
| 3.4 双氧水加入方式对银颗粒结构和形貌的影响 |
| 3.5 硝酸铝浓度对制备银纳米片形貌的影响 |
| 3.6 双氧水浓度对制备银纳米片形貌的影响 |
| 3.7 硝酸银浓度对制备银纳米片的影响 |
| 3.8 不同还原剂对制备银纳米片形貌的影响 |
| 3.9 六边形银纳米片的生长机理的讨论与分析 |
| 3.10 本章小结 |
| 第四章 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（9）磁流体的非线性光学性质研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 非线性光学性质 |
| 1.2.1 二阶非线性光学效应 |
| 1.2.2 三阶非线性光学效应 |
| 1.3 非线性光学材料 |
| 1.3.1 非线性光学材料分类 |
| 1.3.2 非线性光学材料研究现状 |
| 1.4 磁流体及其应用概述 |
| 1.4.1 磁流体的应用 |
| 1.4.2 磁流体光学方向的研究及应用 |
| 1.5 本论文研究的意义及主要内容 |
| 1.5.1 研究的意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第二章 磁流体的制备及线性光学特征研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 磁流体的制备 |
| 2.2.1 磁流体制备方法概述 |
| 2.2.2 水基磁流体的制备 |
| 2.2.3 水基磁流体样品表征 |
| 2.3 磁流体线性光学特征 |
| 2.3.1 磁流体的线性折射率 |
| 2.3.2 磁流体的线性透过率与吸收 |
| 2.3.3 斜角入射下的磁流体光栅的弯曲衍射图 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 磁流体空间自相位调制效应的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 空间自相位(SSPM)调制效应 |
| 3.2.1 光学克尔效应 |
| 3.2.2 自聚焦和自散焦 |
| 3.2.3 光限幅效应 |
| 3.2.4 空间自相位相关理论 |
| 3.2.5 空间自相位研究历史及发展现状 |
| 3.3 实验台搭建以及实验步骤 |
| 3.4 SSPM 效应的实验结果与讨论 |
| 3.4.1 样品位置对SSPM效应的影响 |
| 3.4.2 波长对SSPM效应的影响 |
| 3.4.3 入射功率对SSPM的影响 |
| 3.4.4 非线性折射率与三阶非线极化率的计算 |
| 3.4.5 磁流体对连续激光光限幅现象的研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 磁流体可调非线性光学性质的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 三阶非线性原理 |
| 4.2.1 非线性折射理论 |
| 4.2.2 非线性吸收理论 |
| 4.3 Z扫描相关理论以及实验装置 |
| 4.3.1 Z扫描技术简介 |
| 4.3.2 Z扫描数据曲线拟合 |
| 4.3.3 Z扫描数据计算非线性折射率和非线性吸收系数 |
| 4.3.4 试验台搭建 |
| 4.4 磁流体的非线性光学性质 |
| 4.4.1 研究背景 |
| 4.4.2 四氧化三铁纳米颗粒的光学吸收特性 |
| 4.4.3 在皮秒时域下磁流体的非线性光学性质 |
| 4.4.4 飞秒时域下磁流体的非线性光学性质 |
| 4.4.5 磁流体可调谐非线性光学特性研究 |
| 4.5 磁流体作为饱和吸收体的应用研究 |
| 4.5.1 研究背景 |
| 4.5.2 实验原理和实验装置搭建 |
| 4.5.3 结果与讨论 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 磁流体纳米颗粒团簇形成对其非线性光学性质的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 激光光场下的动力学 |
| 5.3 样品制备及实验装置 |
| 5.4 实验结果及理论分析 |
| 5.4.1 磁性纳米颗粒团簇的形成 |
| 5.4.2 磁性纳米颗粒团簇恢复时间的研究 |
| 5.4.3 纳米颗粒团簇非线性光学性质的研究 |
| 5.4.4 光镊子作用下的纳米团簇观察以及理论解释 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新成果 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（10）微纳米结构PEDOT-MeOH的制备及其电容性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 本论文常用缩写词说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超级电容器 |
| 1.1.1 超级电容器简述 |
| 1.1.2 超级电容器的结构、分类及工作原理 |
| 1.1.2.1 超级电容器的结构 |
| 1.1.2.2 超级电容器的分类及工作原理 |
| 1.1.3 超级电容器电极材料 |
| 1.1.3.1 碳材料 |
| 1.1.3.2 金属氧化物 |
| 1.1.3.3 导电聚合物 |
| 1.2 导电聚合物微纳米结构在超级电容器中的应用 |
| 1.2.1 导电聚合物微纳米结构的制备方法 |
| 1.2.1.1 模板法 |
| 1.2.1.2 无模板法 |
| 1.2.2 导电聚合物微纳米结构在超级电容器中的应用 |
| 1.3 PEDOT及其衍生物微纳米结构在超级电容器中的研究 |
| 1.4 本论文的选题意义及主要研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验使用的试剂及仪器 |
| 2.1.1 试剂 |
| 2.1.2 仪器 |
| 2.2 聚合物微纳米结构的表征 |
| 2.2.1 傅里叶红外光谱分析(FT-IR) |
| 2.2.2 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.2.3 拉曼光谱分析(Raman) |
| 2.2.4 热失重分析(TGA&DSC) |
| 2.2.5 扫描电子显微镜测试(SEM) |
| 2.2.6 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3 电极材料的电化学性能测试 |
| 2.3.1 循环伏安测试 |
| 2.3.2 恒电流充放电测试 |
| 2.3.3 电化学阻抗分析 |
| 2.3.4 循环寿命测试及能量密度与功率密度的计算 |
| 第三章 PEDOT-MeOH/SWCNT纳米网络的制备及其电容性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PEDOT-MeOH/SWCNT纳米网络的电化学聚合 |
| 3.3 PEDOT-MeOH/SWCNT纳米网络的形貌分析 |
| 3.4 PEDOT-MeOH/SWCNT纳米网络的结构分析 |
| 3.4.1 红外及拉曼分析 |
| 3.4.2 X射线衍射分析 |
| 3.5 三电极体系中,PEDOT-MeOH/SWCNT纳米网络的电化学性能分析 |
| 3.6 电解质对PEDOT-MeOH/SWCNT纳米网络的电化学性能影响 |
| 3.6.1 循环伏安测试及恒电流充放电测试 |
| 3.6.2 电化学阻抗测试 |
| 3.7 PEDOT-MeOH/SWCNT纳米网络的稳定性分析 |
| 3.8 两电极体系中,PEDOT-MeOH/SWCNT纳米网络的电化学性能分析 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 PEDOT-MeOH纳米网@纳米管矩阵的制备及其电容性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 PEDOT-MeOH纳米网@纳米管矩阵的制备 |
| 4.3 不同PEDOT-MeOH微纳米结构的比较 |
| 4.3.1 形貌比较 |
| 4.3.2 循环伏安测试比较 |
| 4.4 不同PEDOT-MeOH微纳米结构的红外和拉曼分析 |
| 4.5 不同PEDOT-MeOH微纳米结构的热重分析 |
| 4.6 PEDOT-MeOH纳米网@纳米管矩阵的优化 |
| 4.6.1 形貌优化 |
| 4.6.2 活性表面积优化 |
| 4.6.3 循环伏安测试优化 |
| 4.7 三电极体系中,PEDOT-MeOH纳米网@纳米管的电化学性能分析 |
| 4.8 两电极体系中,PEDOT-MeOH纳米网@纳米管的电化学性能分析 |
| 4.8.1 CV、GCD及 EIS测试 |
| 4.8.2 稳定性测试及能量密度与功率密度计算 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 PEDOT-MeOH 3D多孔微纳米结构有序阵列的制备及其电容性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 PEDOT-MeOH@Si-pillar3D多孔微纳米结构有序阵列的制备 |
| 5.3 形貌表征 |
| 5.4 不同结构的电极对比 |
| 5.5 PEDOT-MeOH@Si-pillar3D多孔微纳米结构有序阵列的优化 |
| 5.5.1 形貌比较 |
| 5.5.2 CV及GCD测试比较 |
| 5.6 三电极体系中,PEDOT-MeOH@Si-pillar的电化学性能分析 |
| 5.7 基于PEDOT-MeOH@Si-pillar//PEDOT@Si-pillar的非对称性超级电容器的电化学性能分析 |
| 5.7.1 PEDOT@Si-pillar电极的制备 |
| 5.7.2 PEDOT-MeOH@Si-pillar//PEDOT@Si-pillar的非对称性超级电容器电化学性能测试 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果及所获荣誉 |
| 致谢 |
四、纳米材料制备方法和展望（论文参考文献）
- [1]自支撑电极材料的电子结构及其电化学性能研究[D]. 王加欣. 北京化工大学, 2021(02)
- [2]面向中温储热的多元醇相变材料热物性的分子动力学模拟与实验研究[D]. 冯飙. 浙江大学, 2021
- [3]垂直取向石墨烯边缘能质传递强化机理及能源应用[D]. 徐晨轩. 浙江大学, 2021(01)
- [4]石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用[D]. 吴声豪. 浙江大学, 2021
- [5]静电纺压电纳米纤维膜基纳米发电机的制备及性能研究[D]. 孙博伦. 吉林大学, 2021(01)
- [6]二维铅基卤化物钙钛矿的制备和发光特性的研究[D]. 高旭鹏. 吉林大学, 2021
- [7]PbSe纳米线的可控生长及中红外探测器的研制[D]. 张伯轩. 浙江大学, 2021(01)
- [8]银纳米片的制备及形貌演化研究[D]. 刘智妍. 吉林大学, 2021(01)
- [9]磁流体的非线性光学性质研究[D]. 杨祥鹏. 北京交通大学, 2021(02)
- [10]微纳米结构PEDOT-MeOH的制备及其电容性能[D]. 张莹莹. 江西科技师范大学, 2021