电纺纳米纤维在环境催化和能量存储中的应用_郭泽宇楠顶著.pdf

Nanofibers电纺纳米纤维在环境催化和能量存储中的应用郭泽宇楠顶著贵大图牌学出版社前言环境和能源问题是当今世界所面临的两大重要课题。如今，以石油和煤炭作为主要燃料的国家，环境污染问题日益严重，再加上化石燃料储量减少的双重危机，开发和利用清洁性可再生能源，改善能源结构，减少温室气体排放，保护人类赖以生存的环境，已经成为世界能源可持续发展战略的重要组成部分。近年来，由于工业化进程的不断加快及燃油机动车保有量的持续增加，大气中氮氧化物(NO,)的浓度逐年递增，对环境和人类健康的危害日益严重。因此，环境污染控制迫在眉睫，研究和开发出新型有效脱除NO,的材料对于解决由此引起的污染有着十分重要的意义。此外，随着锂离子电池逐渐广泛用于动力、储能等大容量、高功率电池领域，锂离子电池的能量密度、功率密度、使用寿命、安全性和成本成为最重要的因素，而高性能负极材料的研发是解决这些问题的关键之一。本书分为两个部分，第一部分共设6章（约20万字），主要讲解电纺纳米碳纤维在环境催化领域的应用，介绍采用静电纺丝法制备超细碳纤维，通过添加氧化石墨烯(GO)及低温催化石墨化处理，获得了局域石墨化的超细碳纤维。通过对比表面积、孔结构和石墨化度的调控获得了对NO,吸附和催化氧化性能优异的局域石墨化多孔超细碳纤维。第二部分共设6章（约10万字），主要讲解电纺纳米碳纤维在能量存储方面的应用，介绍选取聚酰亚胺为碳前驱体，以原位生成SO,纳米颗粒为牺牲模板，通过电纺丝、热处理和后续的化学处理等方法，制备一种适用于锂离子电池的、具有自支撑结构的聚酰亚胺基一维多孔碳负极材料。同时介绍通过利用富氮物质，三聚氰胺、氨气等，对纳米碳纤维进行氮参杂处理，获得高氮掺杂自支撑结构锂离子电池用一维多孔碳负极材料。本书系统地总结了电纺纳米碳纤维、碳/碳复合纳米碳纤维和氮参杂纳米碳纤维的制备，以及在室温下对低浓度氮氧化物(NO,)的吸附和催化的过程，系统阐述了具有自支撑结构锂离子电池用一维掺氮多孔碳负极材料在提高电化学性能方面的改性工艺，以及具有一定预置空间的高电化学性能锂离子电池自支撑一维硅碳复合负极材料的制备及改性研究。本书中介绍的主要工作得到了国家自然科学基金青年基金项目“富氮局域石墨化多孔碳纳米纤维的可控制备及常温下NO催化氧化机理研究”（编号：51602162)、“柔性锂离子电池高性能自支撑高含氮量一维层次孔碳负极材料的可控制备及其储能机理研究”（编号：51502147）、内蒙古自治区高等学校科学研究重点项目“高氮掺杂碳纳米纤维的制备及对NO的吸附性能研究”（编号：