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1、应用化学专业毕业论文应用化学专业毕业论文 精品论文精品论文 铁合金及其化合物镀层对铁合金及其化合物镀层对PANPAN 基炭纤维催化石墨化研究基炭纤维催化石墨化研究关键词：炭纤维关键词：炭纤维 催化石墨化催化石墨化 Ni-FeNi-Fe 合金合金 普鲁士蓝普鲁士蓝 复合镀层复合镀层摘要：为了得到高强度及高模量的炭纤维，十分有必要提高炭纤维的石墨化程 度。在石墨化过程中为了防止石墨化过程能耗大，设备使用寿命短造成的生产 成本过高，可以使用催化石墨化。催化石墨化可以使炭材料在较低的热处理温 度下发生石墨化转变。本文以聚丙烯腈基(PAN)炭纤维为研究对象，开展了炭纤 维的催化石墨化研究。研究中采用电化
2、学方法在 PAN 基炭纤维的表面获得均匀 的含铁合金镀层或其化合物作为催化石墨化的催化剂，考察含铁合金或其化合 物催化聚丙烯腈基炭纤维的石墨化过程。所取得的主要研究结果如下： (1) 考察 Ni-Fe 合金、普鲁士蓝和 Fe-Cr2O3 复合镀层对聚丙烯腈基炭纤维的催化石 墨化效果。Ni-Fe 合金镀层和 Fe-Cr2O3 复合镀层主要采用恒电流方法在炭纤维 制成的电极表面进行沉积，在炭纤维上可得到分布均一的金属镀层，而在炭纤 维表面的普鲁士蓝镀层采用电化学工作站进行恒电位沉积。 (2)将附有催化 剂的炭纤维在石墨化炉中进行热处理。作为对比，也对空白样炭纤维高温石墨 化后进行了考察。利用 X
3、射线衍射(XRD)，拉曼光谱，扫描电子显微镜(SEM)和 能量散射光谱(EDS)等方法对热处理后的空白样和附有催化剂炭纤维的催化石墨 化效果进行分析表征。 (3)附有 Ni-Fe 合金(含铁 57.91)的聚丙烯腈基炭 纤维经过 1300热处理 2 小时后，经 XRD 检测其石墨化度为 91.4，而空白样 炭纤维经过 2800热处理后其石墨化度仅为 30.1。此外，附有纯铁和纯镍的 炭纤维经 1300热处理 2 小时后，石墨化度分别为 86.0和 55.5。用普鲁 士蓝作催化剂对聚丙烯腈基炭纤维进行催化石墨化，与空白样炭纤维相比，达 到相同的石墨化程度，普鲁士蓝可使热处理温度下降 500以上，
4、普鲁士蓝具 有很好的催化效应。附有普鲁士蓝的炭纤维经过 1900处理后，其层间距 (d002)和微晶尺寸(Lc)分别为 3.368 A 和 212 A，而空白样炭纤维经 2800热 处理后 d002 和三 Lc 分别为 3.414A 和 74A。采用 Fe-Cr2O3 复合镀层作为催化 剂的炭纤维其石墨化程度与镀液中 Cr2O3 的浓度有很大的关系，当镀液中 Cr2O3 的浓度为 50g/L 时附有 Fe-Cr2O3 复合镀层的炭纤维在 1200热处理后， Lc 值可达到 288 A，而 d002 非常接近理想石墨值仅为 3.357A。在论文中，催 化石墨化机理也作了一定的研究。正文内容正文内
5、容为了得到高强度及高模量的炭纤维，十分有必要提高炭纤维的石墨化程度。 在石墨化过程中为了防止石墨化过程能耗大，设备使用寿命短造成的生产成本 过高，可以使用催化石墨化。催化石墨化可以使炭材料在较低的热处理温度下 发生石墨化转变。本文以聚丙烯腈基(PAN)炭纤维为研究对象，开展了炭纤维的 催化石墨化研究。研究中采用电化学方法在 PAN 基炭纤维的表面获得均匀的含 铁合金镀层或其化合物作为催化石墨化的催化剂，考察含铁合金或其化合物催 化聚丙烯腈基炭纤维的石墨化过程。所取得的主要研究结果如下： (1)考察 Ni-Fe 合金、普鲁士蓝和 Fe-Cr2O3 复合镀层对聚丙烯腈基炭纤维的催化石墨化 效果。N
6、i-Fe 合金镀层和 Fe-Cr2O3 复合镀层主要采用恒电流方法在炭纤维制成 的电极表面进行沉积，在炭纤维上可得到分布均一的金属镀层，而在炭纤维表 面的普鲁士蓝镀层采用电化学工作站进行恒电位沉积。 (2)将附有催化剂的 炭纤维在石墨化炉中进行热处理。作为对比，也对空白样炭纤维高温石墨化后 进行了考察。利用 X 射线衍射(XRD)，拉曼光谱，扫描电子显微镜(SEM)和能量 散射光谱(EDS)等方法对热处理后的空白样和附有催化剂炭纤维的催化石墨化效 果进行分析表征。 (3)附有 Ni-Fe 合金(含铁 57.91)的聚丙烯腈基炭纤维 经过 1300热处理 2 小时后，经 XRD 检测其石墨化度为
7、 91.4，而空白样炭纤 维经过 2800热处理后其石墨化度仅为 30.1。此外，附有纯铁和纯镍的炭纤 维经 1300热处理 2 小时后，石墨化度分别为 86.0和 55.5。用普鲁士蓝 作催化剂对聚丙烯腈基炭纤维进行催化石墨化，与空白样炭纤维相比，达到相 同的石墨化程度，普鲁士蓝可使热处理温度下降 500以上，普鲁士蓝具有很 好的催化效应。附有普鲁士蓝的炭纤维经过 1900处理后，其层间距(d002)和 微晶尺寸(Lc)分别为 3.368 A 和 212 A，而空白样炭纤维经 2800热处理后 d002 和三 Lc 分别为 3.414A 和 74A。采用 Fe-Cr2O3 复合镀层作为催化剂
8、的炭纤 维其石墨化程度与镀液中 Cr2O3 的浓度有很大的关系，当镀液中 Cr2O3 的浓度 为 50g/L 时附有 Fe-Cr2O3 复合镀层的炭纤维在 1200热处理后，Lc 值可达到 288 A，而 d002 非常接近理想石墨值仅为 3.357A。在论文中，催化石墨化机理 也作了一定的研究。 为了得到高强度及高模量的炭纤维，十分有必要提高炭纤维的石墨化程度。在 石墨化过程中为了防止石墨化过程能耗大，设备使用寿命短造成的生产成本过 高，可以使用催化石墨化。催化石墨化可以使炭材料在较低的热处理温度下发 生石墨化转变。本文以聚丙烯腈基(PAN)炭纤维为研究对象，开展了炭纤维的催 化石墨化研究。
9、研究中采用电化学方法在 PAN 基炭纤维的表面获得均匀的含铁 合金镀层或其化合物作为催化石墨化的催化剂，考察含铁合金或其化合物催化 聚丙烯腈基炭纤维的石墨化过程。所取得的主要研究结果如下： (1)考察 Ni-Fe 合金、普鲁士蓝和 Fe-Cr2O3 复合镀层对聚丙烯腈基炭纤维的催化石墨化 效果。Ni-Fe 合金镀层和 Fe-Cr2O3 复合镀层主要采用恒电流方法在炭纤维制成 的电极表面进行沉积，在炭纤维上可得到分布均一的金属镀层，而在炭纤维表 面的普鲁士蓝镀层采用电化学工作站进行恒电位沉积。 (2)将附有催化剂的 炭纤维在石墨化炉中进行热处理。作为对比，也对空白样炭纤维高温石墨化后 进行了考察
10、。利用 X 射线衍射(XRD)，拉曼光谱，扫描电子显微镜(SEM)和能量 散射光谱(EDS)等方法对热处理后的空白样和附有催化剂炭纤维的催化石墨化效 果进行分析表征。 (3)附有 Ni-Fe 合金(含铁 57.91)的聚丙烯腈基炭纤维经过 1300热处理 2 小时后，经 XRD 检测其石墨化度为 91.4，而空白样炭纤 维经过 2800热处理后其石墨化度仅为 30.1。此外，附有纯铁和纯镍的炭纤 维经 1300热处理 2 小时后，石墨化度分别为 86.0和 55.5。用普鲁士蓝 作催化剂对聚丙烯腈基炭纤维进行催化石墨化，与空白样炭纤维相比，达到相 同的石墨化程度，普鲁士蓝可使热处理温度下降 5
11、00以上，普鲁士蓝具有很 好的催化效应。附有普鲁士蓝的炭纤维经过 1900处理后，其层间距(d002)和 微晶尺寸(Lc)分别为 3.368 A 和 212 A，而空白样炭纤维经 2800热处理后 d002 和三 Lc 分别为 3.414A 和 74A。采用 Fe-Cr2O3 复合镀层作为催化剂的炭纤 维其石墨化程度与镀液中 Cr2O3 的浓度有很大的关系，当镀液中 Cr2O3 的浓度 为 50g/L 时附有 Fe-Cr2O3 复合镀层的炭纤维在 1200热处理后，Lc 值可达到 288 A，而 d002 非常接近理想石墨值仅为 3.357A。在论文中，催化石墨化机理 也作了一定的研究。 为了
12、得到高强度及高模量的炭纤维，十分有必要提高炭纤维的石墨化程度。在 石墨化过程中为了防止石墨化过程能耗大，设备使用寿命短造成的生产成本过 高，可以使用催化石墨化。催化石墨化可以使炭材料在较低的热处理温度下发 生石墨化转变。本文以聚丙烯腈基(PAN)炭纤维为研究对象，开展了炭纤维的催 化石墨化研究。研究中采用电化学方法在 PAN 基炭纤维的表面获得均匀的含铁 合金镀层或其化合物作为催化石墨化的催化剂，考察含铁合金或其化合物催化 聚丙烯腈基炭纤维的石墨化过程。所取得的主要研究结果如下： (1)考察 Ni-Fe 合金、普鲁士蓝和 Fe-Cr2O3 复合镀层对聚丙烯腈基炭纤维的催化石墨化 效果。Ni-F
13、e 合金镀层和 Fe-Cr2O3 复合镀层主要采用恒电流方法在炭纤维制成 的电极表面进行沉积，在炭纤维上可得到分布均一的金属镀层，而在炭纤维表 面的普鲁士蓝镀层采用电化学工作站进行恒电位沉积。 (2)将附有催化剂的 炭纤维在石墨化炉中进行热处理。作为对比，也对空白样炭纤维高温石墨化后 进行了考察。利用 X 射线衍射(XRD)，拉曼光谱，扫描电子显微镜(SEM)和能量 散射光谱(EDS)等方法对热处理后的空白样和附有催化剂炭纤维的催化石墨化效 果进行分析表征。 (3)附有 Ni-Fe 合金(含铁 57.91)的聚丙烯腈基炭纤维 经过 1300热处理 2 小时后，经 XRD 检测其石墨化度为 91
14、.4，而空白样炭纤 维经过 2800热处理后其石墨化度仅为 30.1。此外，附有纯铁和纯镍的炭纤 维经 1300热处理 2 小时后，石墨化度分别为 86.0和 55.5。用普鲁士蓝 作催化剂对聚丙烯腈基炭纤维进行催化石墨化，与空白样炭纤维相比，达到相 同的石墨化程度，普鲁士蓝可使热处理温度下降 500以上，普鲁士蓝具有很 好的催化效应。附有普鲁士蓝的炭纤维经过 1900处理后，其层间距(d002)和 微晶尺寸(Lc)分别为 3.368 A 和 212 A，而空白样炭纤维经 2800热处理后 d002 和三 Lc 分别为 3.414A 和 74A。采用 Fe-Cr2O3 复合镀层作为催化剂的炭纤
15、 维其石墨化程度与镀液中 Cr2O3 的浓度有很大的关系，当镀液中 Cr2O3 的浓度 为 50g/L 时附有 Fe-Cr2O3 复合镀层的炭纤维在 1200热处理后，Lc 值可达到 288 A，而 d002 非常接近理想石墨值仅为 3.357A。在论文中，催化石墨化机理 也作了一定的研究。 为了得到高强度及高模量的炭纤维，十分有必要提高炭纤维的石墨化程度。在 石墨化过程中为了防止石墨化过程能耗大，设备使用寿命短造成的生产成本过 高，可以使用催化石墨化。催化石墨化可以使炭材料在较低的热处理温度下发 生石墨化转变。本文以聚丙烯腈基(PAN)炭纤维为研究对象，开展了炭纤维的催 化石墨化研究。研究中
16、采用电化学方法在 PAN 基炭纤维的表面获得均匀的含铁合金镀层或其化合物作为催化石墨化的催化剂，考察含铁合金或其化合物催化 聚丙烯腈基炭纤维的石墨化过程。所取得的主要研究结果如下： (1)考察 Ni-Fe 合金、普鲁士蓝和 Fe-Cr2O3 复合镀层对聚丙烯腈基炭纤维的催化石墨化 效果。Ni-Fe 合金镀层和 Fe-Cr2O3 复合镀层主要采用恒电流方法在炭纤维制成 的电极表面进行沉积，在炭纤维上可得到分布均一的金属镀层，而在炭纤维表 面的普鲁士蓝镀层采用电化学工作站进行恒电位沉积。 (2)将附有催化剂的 炭纤维在石墨化炉中进行热处理。作为对比，也对空白样炭纤维高温石墨化后 进行了考察。利用 X 射线衍射(XRD)，拉曼光谱，扫描电子显微镜(SEM)和能量 散射光谱(EDS)等方法对热处理后的空白样和附有催化剂炭纤维的催化石墨化效 果进行分析表征。 (3)附有 Ni-Fe 合金(含铁 57.91)的
