一、在化学实验中常用的方法——“掺杂”（论文文献综述）
龚乐乐[1]（2021）在《高性能CO2还原电催化剂的理论设计与催化机制研究》文中研究表明利用电催化方法将二氧化碳转化为化学品或燃料被认为是实现能源转换、化学储能、以及“碳中和”的有效途径之一。通过该方法,不仅可以有效促进碳捕捉及利用,减少温室气体排放,还可以缓解人们对传统化石燃料的依赖性。在CO2还原中,电催化剂的本征性质直接决定着催化过程的反应活性和选择性。因此,快速、合理地设计和筛选高性能催化材料成为推动电催化二氧化碳还原（CO2RR）商业化应用的核心问题。本论文针对原子级分散的单原子/双金属催化剂开展了相关的研究工作。我们从金属-卟啉型单原子催化剂（TM-SACs）开始,借助密度泛函理论（DFT）计算方法模拟TM-SACs表面电催化CO2RR过程,深入探究催化剂的本征特性和催化活性之间的内在关系;随后,针对TM-SACs中存在的CO2化学吸附能力偏弱导致过电势相对较高等瓶颈问题进行更深入的研究,设计出两类高性能的CO2RR电催化剂:双金属催化剂（TM1/TM2-BACs）和锚定在共价三嗪骨架中的过渡金属单原子催化剂（TM-CTFs）,利用双金属的协同作用和低配位过渡金属的空间效应来改善催化单元的电子特性,进一步提升电催化CO2RR的反应活性和选择性;最后,通过理论与实验相结合的方法探究不同配位构型的Ni-SACs电催化CO2RR性能,为设计、开发高活性CO2RR催化剂提供理论指导和实验依据。具体研究内容及创新之处如下:1.金属-卟啉型单原子催化剂（TM-SACs）电催化CO2RR的构效关系研究。我们借助DFT方法,模拟了不同TM-SACs表面电催化CO2还原过程。通过高通量的计算和分析,我们发现大多数TM-SACs对CO产物表现出较高的选择性,而HCOOH、CH3OH和CH4等还原产物则由于相对较大的过电势被抑制。由于受电子结构和空间效应的约束,部分半径较小、电负性较大的过渡金属无法直接参与电催化CO2RR,它们往往需要预先降低价态,再以还原态TM的形式参与CO2化学吸附等过程。为了快速预测不同TM-SACs的催化性能,我们提出了一种与TM-SACs本征性质相关的描述符(Φ=((1×)/,其中V、E和r为金属原子的价电子数,电负性和原子半径),可以与电催化CO2RR活性之间建立“火山型”关系。通过该“火山型”关系可以直观地判断催化材料的几何形态、CO2RR的催化机制、反应活性和产物选择性,且部分预测结果得到了已报道实验数据的支撑,证实了计算结果的合理性和可靠性。不过,计算结果显示TM-SACs的过电势仍相对较高(ηCO>0.75 V),这通常源自于它们对CO2及其中间体较弱的吸附能力。为了进一步提升电催化CO2RR的催化性能,我们在此基础上展开了更深入的研究。2.原子级分散的双金属催化剂（BACs）电催化CO2RR的构效关系研究。本章工作尝试通过双金属原子之间的协同效应来改善催化中心的电子特性,进而提升催化剂对CO2及其中间体的吸附强度,从而达到降低电催化CO2RR过电势的目标。为此,我们设计了一类锚定在共价-有机框架中,具有双金属活性单元的催化剂（TM1/TM2-BACs）,通过DFT方法在它们表面模拟了电催化CO2RR过程。通过研究催化剂微观结构与电催化CO2RR活性之间的构效关系,我们发现双金属活性中心可以为中间体提供更灵活的配位方式,从而打破电催化CO2RR过程中不同中间体吸附能之间的线性比例关系限制。得益于此,绝大多数的TM1/TM2-BACs都具有比传统的贵金属电催化剂和单原子催化剂更高的催化活性。此外,我们提出了一种与活性位点本征性质相关的描述符(Φ=[((31+(32)]×[((21+(22)]/[(1+2)],其中X、W和E分别代表过渡金属的电负性,功函数和内聚能),并建立了该描述符与TM1/TM2-BACs电催化CO2RR活性之间的“火山型”关系。根据此“火山型”关系,可以合理、快速、准确地预测不同双金属催化剂的反应活性。3.锚定在共价三嗪骨架中的过渡金属单原子催化剂（TM-CTFs）电催化CO2RR的构效关系研究。本章工作尝试通过空间效应来灵活地调控CO2及其中间体的吸附方式,以达到提升电催化CO2RR活性的目的。为此,我们设计一类具有三配位构型的过渡金属单原子催化剂,并利用DFT方法在它们表面模拟了电催化CO2RR过程。通过系统的计算和分析,我们发现在相同条件下,具有三配位构型（TM-N3）的TM-CTFs的催化性能能够媲美双金属催化剂（TM1/TM2-BACs）,并远超四配位构型（TM-N4）的TM-SACs材料。通过对TM-CTFs微观结构和电催化CO2RR活性之间的构效关系研究,我们提出一种基于催化剂内在特性的本征描述符(（37）=/(×9)),其中N、rTM、n分别是TM的d电子数,原子半径和原子的周期数),该描述符与电催化CO2RR的反应活性之间呈现“火山型”关系。通过该“火山型”关系可以直接预测出催化活性最佳的催化材料,同时还可以识别出相应的选择性和催化机制。上述预测的催化性能得到了已报道的实验结果验证,从而证明了预测结果的可靠性和准确性。4.不同配位构型的Ni-SACs用于电催化CO2还原研究。本章工作尝试通过配位环境调控来提升电催化CO2还原的性能。为此,我们采用理论计算和实验相结合的方法,深入研究了九种不同Ni-SACs电催化CO2RR的反应活性和选择性。首先通过高通量的计算和分析,我们发现降低Ni-SACs中活性中心Ni的配位数能够显着提升电催化CO2RR的活性,并且Ni-Cx型催化单元的活性高于Ni-Nx。依据上述计算结果作为设计指南,我们利用“自下而上”的合成策略,通过控制不同的退火温度成功地制备出三种不同的Ni-SACs,分别为Ni@NCH-800（Ni-N4）、Ni@NCH-900（Ni-N2V2-1）、Ni@NCH-1000（Ni-C4）。电催化CO2RR的测试结果表明,Ni@NCH-1000催化剂展现出最佳的催化活性,可以高效地将CO2还原成CO产物,同时抑制HER副反应。在-0.90 V的外加电压下,CO产物的法拉第效率(FECO)为94%,电流密度(jCO)为-27.0 m A/cm2。上述四种催化剂的活性顺序为:Ni@NCH-1000（Ni-C4）>Ni@NCH-900（Ni-N2V2-1）>Ni@NCH-800（Ni-N4）,与预测结果相一致。
赵越[2]（2021）在《微相分离选择透过膜复合材料的制备与防毒机理研究》文中进行了进一步梳理化学物质是经济发展和社会进步的重要支柱,但各种现实或潜在的化学威胁仍是国家安全需要面对的重大挑战,需要加强对化学安全领域的研究,进一步提高我国应对化学威胁的能力。化学安全中,对人员伤害最大、对国家安全威胁最为严重的是化学毒剂,作为大规模杀伤武器的化学毒剂禁而不止,不仅是大国博弈的重要砝码,而且已经由大规模使用逐步向次生化学灾害、化学恐怖等更加隐蔽的“类化学战”方式发展,可能严重削弱国力、战力。加强应急处置能力是减少损失,降低危害的主要途径。其中,化学防护服是应急处置人员皮肤防护的主要装备。经皮肤吸收是化学毒剂中毒的重要途径,使用性能良好的化学防护服是应对化学毒剂威胁的有效措施之一。历经70多年的发展,在我国形成了以透气式、隔绝式为主要分类的化学防护服系列。美国近期研制成功并列装了新型选择透过式化学防护服,这种防护服具有与隔绝式防护服相近的防护能力,且高效透湿、生理舒适性好,能有效避免隔绝式防护服在炎热环境下易产生强烈热应激、严寒环境下易导致冻伤的问题;相较透气式防护服,该类防护服不使用吸附材料,具有环境适应性好、防护能力强等优点,其发挥作用的核心是防毒透湿的选择透过膜材料,是目前化学防护材料研究的重点和发展方向,也将成为皮肤防护领域革命性的飞跃,而我国在这类材料的研究上相对滞后,是制约我国发展此类防护服的“卡脖子”问题。聚电解质膜（PEM）是具有电解质基团的聚合物膜,具有良好的导电性和离子选择性,在燃料电池、电渗析、扩散渗析等领域得到了广泛应用。这类膜材料通常具有亲水疏水微相分离结构,能够有选择的透过水和有机小分子,具备应用于化学防护服的潜力。然而目前这类研究极少,主要集中于对商用聚电解质膜的应用测试,针对化学防护服开展的新型选择透过膜材料研究非常缺乏。本文立足化学防护服应用需求,开展新型选择透过膜材料的制备、表征、防护性能和防护机理研究,主要内容如下:（1）利用有机碱改性,以聚偏氟乙烯（PVDF）为基体树脂,通过一锅法的方法实现苯乙烯磺酸钠（SSS）的接枝,制备了PVDF-g-SSS膜。研究了磺酸基团含量对材料含水率、溶胀度、机械性能、选择透过性等的影响,结果表明,最佳离子交换容量范围为1.5-2 mmol g-1,可提供17.4 MPa的拉伸强度,3072g m-2 24h-1的水蒸气渗透速率和118的水/甲基膦酸二甲酯（DMMP）选择性、1976的水/氯乙基苯基硫醚（CEPS）选择性。模拟仿真验证了膜材料微相分离结构形成的影响因素,初步解释了膜材料对化学毒剂和水的选择透过机理。参照相关军队标准、国家标准要求,对材料的芥子气液气防护性能等防护服使用性能进行了测试,结果表明膜材料具备用于防护服的潜力。（2）使用低极性富电子芳香主链聚合物聚苯醚（PPO）作为基体树脂,并用氯磺酸对其进行磺化改性,制备磺化聚苯醚（SPPO）,进一步改善PVDF膜材料对DMMP的抗渗透性较差的问题,通过不同离子置换,研究了反离子种类对材料含水率、溶胀度、机械性能、选择透过性等的影响,结果表明SPPO膜的最佳离子选择是Ca2+,它可以达到28.3%的断裂伸长率,20.8MPa的拉伸强度,10%的线性溶胀度,3753g m-2 24h-1的水蒸气渗透速率,水/CEPS选择性为357,水/DMMP选择性为884,材料对DMMP的抗渗透性提升明显。模拟仿真继续验证了膜材料微相分离结构形成的影响因素。膜材料对芥子气的防护性能为PVDF基膜材料的四分之一。（3）进一步将氧化石墨烯（GO）引入聚电解质膜以继续提升膜材料的选择透过性。在GO表面接枝SSS分子刷以提升GO与聚电解质的相容性,将改性GO掺杂加入PVDF-g-SSS膜液。结果表明,GO与PVDF-g-SSS相容性良好,GO-SSS掺入量对膜材料的选择透过性影响很大。对于磺酸含量为1.67mmol g-1的PVDF-g-SSS,当掺入量达到0.5%时,可以提供13.7 MPa的拉伸强度,2845的WVTR和126的水/DMMP选择性、2297的水/CEPS选择性,但是该膜的机械性能较PVDF-g-SSS有所下降,断裂伸长率为60.6%。（4）为继续增强膜材料的防护性能,并消除二次污染的风险。本文设计了碱性聚偏氟乙烯膜。三甲胺与氯甲基苯乙烯反应制备了具有季铵基团的功能单体苯乙烯氯化铵（QVBC）。采用碱性改性和自由基聚合方法,通过简单的一锅法工艺,成功制备了聚偏氟乙烯接枝聚苯乙烯氯化铵（PVDF-g-QVBC）。对材料的基本性质、机械性能、表面性质、透湿量、对毒剂模拟剂的渗透性质、选择性等进行测试和研究发现,该材料具备类似PVDF-g-SSS的选择透过能力,且具备对梭曼模拟剂DMNP的降解能力,最佳季铵基团含量为2.14 mmol g-1时,可提供14.7 MPa的拉伸强度,3130 g m-2 24h-1的WVTR,水/DMMP选择性160,水/CEPS选择性为4060,DMNP降解半衰期为7.3 min。模拟仿真验证了膜材料微相分离结构形成的影响因素,并结合防护模型、消毒模型和生理舒适模型,提出了防消一体化模型,理论计算证明,消毒性能的引入能使膜材料厚度和重量减少一半以上,透湿量(25175 g m-2 24h-1)提升约8倍。（5）为进一步增强膜材料在pH<10条件下对含磷化合物的降解能力,降低对人员皮肤的刺激和损伤,论文优选Zr基MOF中效果较好的MOF808材料,通过掺杂工艺实现MOF808与PVDF-g-QVBC膜的复合,消毒测试结果表明,复合膜材料在中性pH溶液中表现出较好的消毒性能,克服了MOF808只能在N-乙基吗啉缓冲液中发挥消毒效果的缺陷,随MOF808含量的增加,对DMNP的半衰期可由PVDF-g-QVBC膜的48.68min缩短为30%MOF808复合膜的9.4min,梭曼实毒实验的结果表明也与模拟剂实验结果趋势一致,随MOF808含量的增加,1h消毒效率由PVDF-g-QVBC膜的48.5%提升至30%MOF808复合膜的85.1%。
宋丽君[3]（2021）在《功能化荧光MOFs材料的构筑及其生物标志物传感性能》文中研究指明高效监测生物体系中异常的生物分子（视为生物标志物）含量对于疾病的临床诊断以及治疗具有重要意义。在生物传感中,开发在复杂的生物流体中特异性检测生物标志物的发光材料已成为研究热点。金属-有机框架（Metal-Organic Frameworks,MOFs）材料因其丰富的功能位点、较大的表面积以及结构多样性等优势使其在荧光传感中显示出巨大的应用前景。通过对MOFs材料进行合理设计可以构建具有优异荧光特性的MOFs传感材料,进而实现对特定生物标志物的精准检测。本文利用后合成修饰和直接掺杂策略设计合成了五种不同的荧光MOFs材料,并重点研究其对血清和尿液中不同生物标志物的荧光传感应用,主要研究内容如下:1.选用含有未配位羧基的Al-MOF为主体框架,通过后合成修饰将Eu3+引入到Al-MOF的孔道中,成功制备了一种荧光材料(Eu3+@Al-MOF)。该材料具有较强的红色荧光和优异的稳定性。此外,Eu3+@Al-MOF对尿液中的3-甲氧基酪胺具有出色的检测性能。考虑到实际应用,进一步制备了荧光试纸,并可以通过肉眼观察到荧光颜色变化,从而达到对3-甲氧基酪胺的可视化鉴别。2.基于具有多功能修饰位点的Sc-MOF材料,利用结构中配体上开放的吡啶氮位点对其后修饰,得到Eu3+功能化Eu3+@Sc-MOF材料。研究表明,Eu3+@Sc-MOF可以对血清和尿液中的2-羟基戊二酸展现出特异性和灵敏性的荧光响应,且响应速度极快。同时,制作的便携式荧光试纸和水凝胶对2-羟基戊二酸展现出可视化分析,更有利于实际应用。3.通过将Tb3+离子引入MOFs（NOTT-220）结构中,并调控Tb3+离子的比例得到具有优异荧光性能的Tb3+-NOTT-220-4材料。基于配体和Tb3+的荧光发射,该材料可以对血清体系中的血清素进行比率型检测,且表现出良好的选择性及灵敏度。此外,将Tb3+-NOTT-220-4与水凝胶结合为实际应用提供了可能。4.通过将Eu3+离子掺杂到Bi-MOF中合成了具有超高发光量子产率的荧光Eu/Bi-MOF。将该材料分散在水溶液中构筑了荧光沉默体系,加入组氨酸后,使其荧光信号恢复并实现比率检测组氨酸,且在多种氨基酸和复杂的生物体系中表现出优异的分析性能。此外,基于Eu/Bi-MOF荧光薄膜可以快速、准确以及定量检测组氨酸,使检测过程更加简单便捷。5.采用简单的后修饰方法,将Eu3+和Tb3+离子共修饰到Ga-MOF框架中制备了荧光双发射材料（Ln@Ga-MOF）,其中Eu3+@Ga-MOF和Tb3+@Ga-MOF分别显示出相应的红色和绿色特征荧光。通过调整Eu3+和Tb3+的比例,得到一系列荧光发射可调的Eu/Tb@Ga-MOF材料。基于材料双发射特性,建立了荧光比率检测5-羟基吲哚-3-乙酸的传感体系,且具有高选择性和高灵敏度的特性。
刘翔宇[4]（2021）在《天然气基中温化学链制氢热力学机理与实验研究》文中研究说明在能源与环境问题日益严重的今天,愈发的强调能源与环境的协同发展。氢能的高效制备与利用是当前国际发展与国家发展的重要前沿方向,全球的主要国家都高度重视氢能的发展,甚至将其上升到国家战略的高度。在国家的整体能源系统中,氢能也成为了未来国家能源战略与能源规划中重点研究的内容。化石燃料在未来的一段时间内仍然是能源体系中的重要组成部分,因此实现以天然气为主的化石燃料向氢能的高效转化则对目前发展清洁能源体系具有重要的意义。然而传统的天然气制氢方式不仅存在反应温度高、反应能耗大、能量转化效率低以及碳排放等方面的问题,因此需要发展型的天然气制氢方式。化学链制氢则是一种具有发展潜力的制氢方法。本论文围绕天然气的化学链制氢反应过程,对其能量转化与反应机理进行分析,对其反应性能进行实验研究,并在其基础上提出进一步降低反应温度的反应分离一体化的水基化学链制氢方法,开展在中温下实现天然气向氢气的高效转化的机理与实验研究。以化学能的综合梯级利用原理为基础,分析制氢反应过程的物质（?）、吉布斯自由能与物理（?）之间的相互关系,建立起制氢过程的能量转化特性方程,发现若要提高反应过程向产物中转化的化学（?）,则要尽可能地降低反应过程（?）损失和物理（?）转化。对比天然气化学链制氢过程与天然气重整制氢过程,发现化学链方法在降低反应温度的同时,能够有效的减小制氢过程的（?）损失和产物中物理（?）的占比,使得化学（?）的转化在反应过程的整体（?）变化中的份额得到提升。基于化学反应平衡原理,发现采用反应分离一体化的水基化学链制氢方法能够进一步的在降低制氢温度的同时提高天然气向氢气的转化性能,获得更好的能源利用效率。针对化学链反应过程,利用本团队研制的多孔蜂窝型化学链反应器进行相关的实验研究。对于该反应器内的化学链反应过程,我们提出使用两段式的动力学模型进行描述。两段式模型被分为两个阶段,分别为第一阶段的类均相模型和第二阶段的类未反应核收缩模型。通过实验对反应过程的动力学特征参数和反应速率方程进行计算与分析后可以发现,两段式模型与多孔蜂窝型反应器内的化学链反应过程能够很好的匹配,且所得到的反应速率方程与实验结果较为吻合。在该反应器内对天然气的化学链制氢过程的反应性能也进行实验研究,在600℃的反应温度下,能够实现90%以上的天然气转化率。对反应过程进行分析可以看出,反应的氧传递速率过快会导致CH4被彻底氧化生成CO2和水,随着载氧体含氧量的下降或天然气摩尔量的增大,反应出口的H2的浓度会得到有效提升。与非蜂窝型固定床反应器的相关实验对比,结果表明在最佳反应区间内本研究所进行的实验能够在反应温度相对更低的条件下,实现CH4转化率20个百分点的提升,有效产物出口浓度10个百分点的提升。另外在连续30个循环反应过程中没有发生反应性能的衰减,载氧体表面也未出现烧结与结构变化,载氧体的循环稳定性较好。在天然气化学链制氢实验的基础上,为了进一步探索在更低反应温度下天然气制氢的可行性,提出了采用反应分离一体化的水基化学链制氢方法。通过反应平衡计算可以看出,该方法相较于天然气化学链制氢过程能够在降低反应平衡温度的同时提升天然气的转化性能。以Li4SiO4作为CO2吸附剂,在反应器对该反应过程进行实验验证,突破性的将反应温度设定在420℃,远低于已有研究的实验温度。实验结果表明在经过5次还原-吸附循环反应后,能够实现CH4接近40%的转化,反应出口 H2浓度超过50%。这表明该方法能够有效地降低制氢反应过程的温度,同时实现CO2在反应过程中的分离,避免了后续气体产物的分离过程。该研究为后续的中温天然气化学链制氢研究提供了新的思路与方向,也奠定了理论与实验基础。
谢文祥[5]（2021）在《蓝宝石的化学机械抛光液研究》文中认为蓝宝石优异的机械性能、稳定的化学性质以及在透光方面的独特的优势,使其被广泛应用于LED产业、军工国防等领域。随着LED产业的不断发展,产品的迭代更新,对蓝宝石衬底表面质量的要求也越来越高。化学机械抛光作为目前唯一能够实现全局平坦化的技术,被广泛应用于蓝宝石衬底的超精密加工过程中。化学机械抛光液是蓝宝石抛光技术的关键因素之一,也是抛光过程中的主要耗材。目前已报道的蓝宝石抛光液中,多为成分复杂且含有强酸、强碱或其他强腐蚀性试剂,对操作人员、仪器设备和自然环境均有潜在的危害,不符合现代制造和绿色加工制造理念。此外,目前国产蓝宝石抛光液的市场占有率仍比较低,主要依赖于进口,导致抛光液的价格高昂。因此,研究用于蓝宝石的新型抛光液,仍具有重要的现实意义。本文以蓝宝石的化学机械抛光液为研究方向,通过单因素试验法与正交试验法,对蓝宝石抛光过程中的参数进行了优化,主要包括抛光液中的磨料种类、浓度、粒径,抛光液pH值以及抛光压力、转速、时间。根据优化后的参数,对抛光液中的添加剂成分及用量进行选择,最终确定蓝宝石的新型抛光液的成分中:磨料为纳米SiO2,pH调节剂为九水合偏硅酸钠,络合剂为山梨醇,其余成分为去离子水。使用优化后的新型抛光液和工艺参数对蓝宝石衬底进行抛光,抛光后蓝宝石的表面粗糙度Ra能够达到0.169nm（检测范围为868.14×868.14μm2）,且表面没有划痕、凹坑等缺陷,抛光过程中的材料去除速率达到3.238μm/h。此外,该新型抛光液中使用的九水合偏硅酸钠和山梨醇添加剂价格低廉且均属于绿色环保试剂,对操作人员和自然环境不存在危害,而且九水合偏硅酸钠对金属还具有一定的防腐蚀作用,有利于保护抛光设备。综上可知,该新型抛光液的抛光效果优异且成分简单,价格低廉,对操作人员和环境无危害。为了明确抛光液中各成分在抛光过程起到的作用,为后续工作提供理论基础,本文使用X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、聚焦离子束等方法对蓝宝石的化学机械抛光机理进行了研究。在抛光过程中,抛光液中的九水合偏硅酸钠发生水解反应释放出羟基,羟基与蓝宝石表面发生化学反应,生成一层由Al（OH）4-组成的腐蚀层（软化层）。此外,抛光液中的SiO2磨料也会与蓝宝石和水发生化学反应,生成相对较软的硅铝酸盐。抛光液中其他的SiO2磨料在压力和转速的作用下通过机械作用将蓝宝石表面的软化层去除。如此往复循环,直至将蓝宝石表面的损伤层去除,裸露出超光滑、低损伤的表面。
李思敏[6]（2021）在《木质素及其衍生物定向转化制备液体燃料的反应机理和产物调控研究》文中提出在木质纤维素类生物质组分中,木质素具有天然的芳环结构,在转化为芳烃或环烷烃类化合物以用于液体燃料的作用具有巨大潜力,也对提高生物质全组分的高效利用具有重要意义。本文针对研究中存在的科学问题,开展了生物质热解和水解发酵路径中产生的热解木质素和酶解木质素两类木质素及其衍生物高值化转化技术探索。针对木质纤维素类生物质原料热解油中重质酚类低聚物（热解木质素）组分在结构特性和生成机理方面尚不明晰的问题,采用了更适合分析大分子聚合物的HPLC/Qtof-MS、GPC以及1H-13C HSQC NMR新型检测技术,对实际生物质热解油中的热解木质素的组成和结构特性进行了详细分析,并将其木质素单酚模化物模拟实验所产生的酚类低聚物进行对比分析,认为实际热解木质素中组分大多为具有复杂侧链且以C-C键相连的木质素酚类单体、二聚体或多聚体,具有进一步转化利用的潜力。单酚模化物热解会产生更多的焦炭,表明焦炭的产生主要来源于热解中芳香族自由基的二次反应。结合DFT理论计算揭示了热解木质素的可能生成机理,对从热解源头抑制酚类低聚物生成的策略研究提供了理论基础。针对酶解木质素的结构特性进行了1H-13C HSQC NMR表征,并与热解木质素进行对比,发现酶解木质素更好地保留了天然木质素的C-O醚键结构,含氧量相对也更高。因此,在制备液体燃料的目标下,两类木质素均具有进一步转化利用的巨大潜力。进而,针对催化热解和液相“两步法”催化转化两种路径,设计了不同的催化体系以实现从木质素及其衍生物高效生产烃类化合物。针对木质素及其衍生物催化热解转化路径,引入Lewis酸为主的介孔氧化铌作为催化剂进行工况探索。研究发现,该催化剂具有良好的脱氧以及抑制多环芳烃（PAHs）或催化剂积碳（Coke）的生成的能力。酶解木质素在650℃和C/L（催化剂/原料）为9:1时,具有最高的总芳香烃产率,其中单环芳烃（MAHs）的选择性达到90%以上。热解木质素催化热解的总芳香烃产率与酶解木质素接近,但焦炭产率（Char）相对稍高。采用模化物实验和理论计算的方式,对催化热解产物生成的可能路径以及催化剂脱氧和抑制PAHs/Coke生成的可能机制进行了探索。结果表明,氧化铌表面酸性位点吸附热解产物分子时,对CAr-O键具有不同程度的拉长和削弱作用,在热解高温环境下该化学键更易于断裂,从而实现了较好的脱氧效果;此外,随热解产物分子含氧量的降低,产物分子在催化剂表面吸附强度随之降低,因而在芳烃类脱氧产物形成后易于离开催化剂表面,避免了过度反应而生成多环芳烃和催化剂积碳。针对木质素及其衍生物液相“两步法”催化转化路径,引入Nb-Mo共晶介孔氧化物催化剂,实现了在乙醇溶液体系中将木质素转化为类型单一的烷基酚类酚单体平台化合物。研究发现,Nb、Mo掺杂比为5:5时具有较好的木质素解聚效果,并能够避免Mo元素在液相反应中的流失。优化工况下,酶解木质素和热解木质素的芳香族单体化合物总质量收率分别为444.4 mg/g Lignin和386.5 mg/g Lignin。其中,酶解木质素解聚产物以C8的烷基酚为主,而热解木质素解聚产物则以侧链烷基化程度更高的C14～C16的烷基酚为主。针对木质素酚单体平台化合物的加氢脱氧,以乙酚为模化物,在水为溶剂和甲醇供氢的常压氮气下,采用活性炭负载金属型催化剂进行加氢脱氧反应工况的初步探索,实现了酚类化合物加氢为环烷醇类化合物为主的产物。在初步探索的基础上对产物进行优化调控,采用复杂的酚单体平台化合物（二氢丁香酚,DHE）,通过在体系中引入低压氢气和Nb2O5固体酸催化剂实现了100%的C9烃类化合物的收率。研究还结合氘代试剂反应和理论计算,明确了本物理混合催化体系水相温和加氢脱氧的过程中不同供氢源和不同催化剂的作用规律。针对本文所涉及的潜在的木质素及其衍生物转化路径,采用Aspen Plus模拟搭建了从木质素原料出发的催化热解和液相“两步法”转化系统流程,对酶解木质素和热解木质素在不同路径下的能量转化效率进行了对比研究,由此对不同结构特性的木质素的转化利用途径提供有价值的理论支持。
陆元超[7]（2021）在《农业物联网中低功耗传感器的新型供能器件的研究和制备》文中研究指明为了推进与完善我国的农业现代化,农业物联网被列为现代农业的核心发展方向之一。农业物联网是一种基于对农作物环境、生理参数进行感知监测、传输与分析,得出调控命令并执行以实现农田精细化、智能化、自动化管理的技术,包括农田参数感知监测层（传感器）、农田参数信号传输层（信号传输器件）以及系统应用层（系统决策与执行器）。其中,对环境、生理参数进行感知监测的各类传感器是农业物联网的基础。在农业物联网中,为保证传感器的正常工作,需要大量供能器件包括电池与电路。这些供能器件能否稳定运行将影响农业物联网的可靠性与稳定性。随着低功耗传感器的发展、能源危机的临近、绿色发展理念的逐渐深入以及生态文明建设的不断推进,人们对农业物联网中低功耗传感器的供能器件提出了新的要求,包括:小型化与集成化、低能耗（低化石能源消耗）、绿色等。此外,为了获取更多类型的农作物生理参数,人们对非规则结构处（如植物茎干、叶片表面等）低功耗传感器的供能需求逐渐上升。然而,传统供能器件难以满足上述要求。因此,本论文将以农业物联网中低功耗传感器的新型供能器件作为研究目标,对新型储能器件与新型能量收集转换器件进行研制,以满足柔性、小型化与集成化、低能耗、绿色等需求。本研究主要研究内容与研究结果如下所示:（1）基于PEDOT:PSS的柔性复合储能电极的研制本研究研制了一种基于PEDOT:PSS的柔性复合储能电极以满足农业物联网对非规则结构处低功耗传感器的供能需求。该柔性复合储能电极由柔性、高导电性、高电容性能的PEDOT:PSS与高稳定性、低导电性的2H MoS2纳米片复合而成。结果表明:在电极制备与浓硫酸后处理过程中,MoS2纳米片的晶体结构基本保持不变,复合电极中PSS链含量大幅降低;当2H MoS2纳米片/PEDOT:PSS质量比为10%时,2H-P-H-10复合电极具有最高电容性能,为89 F g-1@0.1 A g-1,说明该复合电极具有高的电容性能;在低质量比（2H MoS2纳米片/PEDOT:PSS≤10%）时,1T和2H MoS2纳米片复合电极电容性能基本相同;而在高质量比（20%-40%）下,1T MoS2纳米片复合电极电容性能高于2H MoS2纳米片复合电极,说明2H MoS2纳米片电容性能的主要影响因素是复合电极的导电性;经4000次恒电流充放电（GCD）循环,2H-P-H-10复合电极的电容保留率达到98%,说明该复合电极具有长使用寿命和高稳定性;最后,基于2H-P-H-10复合电极制备出三明治型超级电容器,分别置于植物叶片、茎干表面,并实现对低功耗LED的持续供能。综上,2H-P-H-10复合电极是一种柔性、高性能的储能电极,在农业物联网中非规则结构处低功耗传感器的供能上具有较大应用前景。（2）基于石墨烯的柔性小型化储能器件的研制为了在（1）的基础上进一步提升储能器件的小型化、集成化程度以便批量生产,本研究研制了一种柔性、高性能、非对称的平面叉指微型超级电容器（Micro-supercapacitor,MSC）。FGO-FrGO MSC由电化学剥离得到的表面功能化氧化石墨烯（Functional graphene oxide,FGO）纳米片与化学还原得到的表面功能化还原氧化石墨烯（Functional reduced graphene oxide,FrGO）纳米片复合而成。结果表明:FGO与FrGO纳米片表面含有丰富的官能团,且两种纳米片表面官能团存在差异;在弯曲、扭曲下,FGO-FrGO MSC表现出良好柔性;FGO-FrGO MSC最大面积比电容为7.3 m F cm-2@5 m V s-1,说明FGO-FrGO MSC具有高电容性能;经5000次GCD循环,FGO-FrGO MSC的电容保留率为100%,说明FGO-FrGO MSC具有长的使用寿命与优良的循环稳定性;最后,制备出“三串三并”MSCs置于植物叶片表面,对农业物联网中的低功耗温湿度传感器进行持续供能。综上,FGO-FrGO MSC是一种柔性、高性能、小型化的储能器件,具有极大前景被用作农业物联网中与低功耗传感器进行集成的小型化供能器件。（3）雨水能量收集转换的滤纸基水驱动纳米发电机的研制（1）（2）中研制的储能器件,难以解决农业物联网对化石能源高消耗的问题。为了收集转换雨水能量,以满足农业物联网中低功耗传感器的低能耗要求,本研究研制了一种滤纸基纳米发电机（Filter paper-based nanogenerator,FPNG）对雨水能量进行收集转换。结果表明:滤纸与改性MWCNTs墨水浆料的表面Zeta电位分别为-25 m V与-54.7 m V,均为负电位,说明滤纸上阴离子可通过静电吸附作用与雨水中阳离子构建出双电层且改性MWCNTs墨水浆料涂布在滤纸表面将增强滤纸对雨水中阳离子的吸附能力;将1 m M Na Cl溶液以20 m L h-1注射速度逐滴滴落到放置角度为75°的定量中速滤纸FPNG表面,FPNG将产生最大流电压,所产生的流电压、流电流与功率分别为每滴2.09±0.121 m V、4.75±0.0725 n A和9.91±1.39 p W;使用FPNG对雨水能量进行收集转换,得到的流电压、流电流与功率分别为每滴0.698±0.0056 m V、3.3±0.55 n A3和2.4±0.65 p W;最后,置于植物叶片表面的FPNG可以实现对雨水能量的收集转换和对不同雨量具有不同流电压响应。综上,本研究验证了滤纸基纳米发电机对雨水能量收集转换的可行性。所制备的FPNG可以为农业物联网的低功耗传感器提供一种基于雨水能量收集转换的供能器件。（4）普鲁兰多糖复合膜摩擦纳米发电机（TENG）的研制为了在（3）的基础上降低农业物联网对低功耗传感器进行供能而产生的环境影响,以及探究天然生物高分子材料在能量收集转换器件上的应用,本研究研制了一种普鲁兰多糖复合膜TENG。该膜的制备方法简单、绿色。结果表明:普鲁兰多糖复合膜是透明的且具有柔性;当添加牛血清白蛋白（BSA）、羧甲基纤维素（CMC）与丙三醇（GLA）后,普鲁兰多糖复合膜的拉伸性能得到了明显提升;掺杂添加剂后,普鲁兰多糖复合膜TENG的电学性能得到显着提升,其中,无添加的普鲁兰多糖膜（P-P）TENG的开路电压最低,为43 V;而Na F掺杂的普鲁兰多糖复合膜（F-P）TENG的开路电压最高,为79 V;当负载电阻约为7 MΩ时,P-P TENG具有最大输出功率密度,为41.7 m W m-2;在1000 s长时间循环测试中,P-P TENG的开路电压基本保持不变;在5次循环利用中,P-P TENG的开路电压基本相同;利用P-P TENG成功点亮了29个LED串联阵列以及基于F-P TENG实现了对人手部弯曲动作的感知监测;最后,置于植物叶片表面的P-P TENG成功收集转换了风吹动叶片产生的机械能,并将P-P TENG收集转换的能量用于对（2）中所研制的“三串三并”MSCs充电,从而实现对植物附近低功耗温湿度传感器的持续供能。综上,该柔性、高性能、可循环利用、绿色的普鲁兰多糖复合膜TENG实现了对农业物联网中绿色能量（农业系统中无序微小的机械能）的收集转换,为农业物联网中低功耗传感器提供一种绿色供能器件。
闫宪尧[8]（2021）在《钙铈基复合材料吸收CO2强化生物质水蒸气气化制氢研究》文中研究表明基于钙循环的吸收CO2强化生物质水蒸气气化制氢技术利用钙基材料的原位C02捕集,不仅可以获得较高H2浓度与产量,同时可以实现CO2富集,具有良好应用前景。钙基材料的高活性和稳定的循环捕集CO2性能是获得高效生物质气化制氢的关键之一。然而由于高温烧结,天然钙基材料捕集CO2性能随循环次数衰减较快,使生物质气化循环中的制氢性能较低,从而制约了该技术的发展。为了使钙循环强化生物质水蒸气气化获得更高捕集CO2和制氢效率,本文以CaO为CO2吸收剂、CeO2作为制氢催化剂,合成了一系列高活性钙铈基复合材料;分别采用Ca12Al14O33与赤泥增强钙铈基材料的抗烧结性能与催化焦油裂解性能,进一步提高钙铈基材料的循环捕集CO2与强化制氢性能,通过微观表征与密度泛函理论计算揭示钙铈基复合材料强化生物质气化过程高效捕集CO2与强化制氢机理,为工业化应用提供理论指导与依据。通过湿混合法制备了钙铈复合材料,研究了多次循环中该复合材料强化生物质气化制氢特性,设计了 L12（4×23）正交实验并获得了该材料在吸收CO2强化生物质制氢中的最佳反应条件,分析了 CeO2对材料中CaO晶粒尺寸及多次循环中颗粒尺寸的影响,阐明了多次循环中生物质灰对复合材料反应性能的影响机制,揭示了钙铈复合材料具有较高捕集CO2性能与强化制氢性能的机理。研究发现,CeO2使材料具有良好的循环稳定性,同时提高了 CaO的捕集CO2性能;当CaO/CeO2质量为90:10时,20次生物质气化循环后H2浓度与产量依然分别可达77.8vol.%与 141.8mL/g,分别为 CaO 的 1.49 与 1.81 倍。为了进一步提高钙铈复合材料在吸收CO2强化制氢中的循环稳定性,提出采用Ca12Al14O33作为惰性支撑体增强钙铈复合材料性能,通过湿混合法制备了具有更高循环稳定性的钙铝铈复合材料。研究了 Ca12Al14O33对钙铈复合材料的循环捕集CO2与强化生物质气化制氢的影响;探讨钙铝铈复合材料的活性位强度、化合价与电子态特性,分析了其在多次循环前后的碳酸化动力学特性、微观形貌与孔隙结构演变特性,揭示了 Ca12Al14O33与CeO2协同提高CaO强化生物质气化制氢性能与CO2捕集性能的机理。结果表明,Ca12Al14O33使钙铈复合材料在多次循环中具有良好的循环稳定性;CeO2使复合材料获得了较高碳酸化反应速率,同时增强了 Ca12Al14O33对CaO的稳定和抗烧结作用,CeO2和Ca12Al14O33对复合材料的共同作用使CaO的CO2吸收量在20次循环后提高了 2.4倍;10次生物质气化制氢循环后,钙铝铈复合材料使生物质气化合成气中H2浓度与产量分别可达78.7vol.%与120mL/g,分别是煅烧石灰石的2.5与4.8倍。在生物质气化制氢循环中,为了进一步提高钙铝铈复合材料对焦油裂解的催化性能,提出采用工业固废——赤泥作为添加剂,通过湿-机械混合法合成了赤泥修饰钙铝铈复合材料。研究了赤泥预处理方式对钙铝铈复合材料碳酸化特性的影响,获得了赤泥对钙铝铈复合材料循环捕集CO2性能、催化制氢与焦油裂解转化的影响规律,探讨了赤泥修饰复合材料在多次循环中物相组成、电子特性及微观形貌的演变,阐明了赤泥修饰对钙铝铈复合材料捕集CO2、强化制氢与催化焦油裂解的影响机理。结果表明,多次循环中赤泥中的Fe2O3与CaO反应生成了Ca2Fe2O5,提高了钙铝铈复合材料中的氧空位浓度,增强了CaO与CeO2之间的相互作用,从而促进了 CO2捕集,为水气变换与焦油裂解等反应提供活性位点;10次循环后使用赤泥修饰复合材料时合成气中H2浓度与产量分别为69.1vol.%与596.2mL/g,分别比未修饰复合材料提高了 43%与65%。通过密度泛函理论计算,从原子尺度系统研究了生物质气化制氢条件下钙铈复合材料表面的CO2吸附特性,揭示了 Ce掺杂与H2O协同促进CO2吸附的机理;探究了 CaO表面生物质气化中典型反应——水气变换反应路径,阐明了 CaO强化水气变换制氢的机理;分析了钙铈复合材料表面对水气变换反应活化能与反应路径的影响,获得了 Ce掺杂对水气变换反应的影响规律。结果表明,Ce掺杂提高了邻位O原子的活性,使表面具有更高的CO2吸附活性,并且在H2O存在时与CO2成键更稳定;水气变换反应中的速率限制步骤H2O分子的解离在CaO表面自发进行,并且Ce的掺杂使O-H键进一步断裂的活化能得到了明显更小,降低了 CO2生成与吸附的活化能,使H2在表面自发脱附,从而获得良好的制氢性能。
刘鹏[9]（2021）在《含稀土碳酸化羟基磷灰石材料的制备及其应用于骨修复的实验研究》文中指出由口腔颌面部肿瘤、创伤、先天性疾病以及炎症导致的骨组织缺损是口腔诊疗中的常见问题,同时也是口腔医生修复骨缺损时所面临的难题之一。颌骨缺损严重影响咀嚼、吞咽、语言等重要生理功能,骨缺损治疗效果不佳或骨缺损修复失败都会直接影响患者的生活质量。口腔种植修复是目前牙列缺失和牙列缺损的主要治疗方式。充足的骨量是保证种植成功的关键之一,但在复杂的咬合关系及不同的口腔环境影响下,牙齿缺失患者往往伴有不同程度的缺牙区牙槽骨萎缩,易引发种植失败的问题。自体骨虽被临床认为是骨移植的“金标准”,但第二术区的开辟造成的创伤较为严重,来源限制,无法随意塑形,且自体骨移植后会发生一定的并发症。异体骨也受限于原料需求和排异反应等造成价格昂贵,并且存在修复风险。“骨组织工程”概念的提出即是针对以上问题,提出的以种子细胞、细胞因子、支架为媒介代替传统的骨移植的治疗方法。利用骨修复材料与种子细胞及细胞因子的相互配合,实现骨缺损的高水平修复是针对较大骨缺损量的骨缺损治疗的必由之路。近年来随着细胞工程和基因编辑技术的发展,组织工程中种子细胞和细胞因子的研究取得了很大进展,骨组织工程里可选用的支架体系种类繁多,但其各自存在的无法避免的问题使得其应用仍然非常受限。例如,金属支架的生物惰性、力学不匹配、高分子材料降解速率可控性差、引发排异反应、传统陶瓷支架的脆性、较差的骨传导性等问题。寻找合适的材料体系,设计并制备出符合不同成骨需求的个性化支架,是骨组织工程在口腔颌骨修复从理念走向临床应用的关键。羟基磷灰石（hydroxyapatite,HA）是骨骼和牙齿组织中天然存在的无机矿物成份,由HA制备成的支架一直被骨组织工程修复领域所推崇。然而,实验室中常用的HA主要是Ca10（PO4）6（OH）2及其它形式的磷酸钙材料,这与骨组织中的HA结晶性差、存在多种离子的梯度取代、在不同骨位置的成份差异等的实际需求相差较大。在文献里已报道的应用中,未掺杂的纯HA存在脆性大、降解效果差、与新生骨组织存在界面等问题,仍然是限制其作为骨组织工程支架的瓶颈之一。如何设计并制备出具有与人体骨组织中的矿物相类似的仿生HA骨粉材料,并且根据不同部位的骨缺损需求,个性化订制骨修复材料,是推动骨组织工程在临床应用的关键。在骨骼和牙齿中的HA主要为存在金属离子梯度掺杂的碳酸根取代的HA,碳酸根的质量分数为3-8wt%,其中碳酸根主要取代磷酸根的晶体学位置,称为B-型羟基磷灰石。碳酸根取代可以使HA结晶度变差,结构更松散,从而有利于破骨和骨重建,其松散的结构更利于与胶原及其它蛋白的结合从而降低材料的脆性,使之具有更强的塑性。因此,开发出碳酸根取代的HA材料,实现碳酸根的浓度可控取代,对于从支架方面推动骨组织工程应用于口腔临床骨缺损治疗具有重要意义。稀土元素由于其特征的光谱性质,可作为生物材料的荧光标记物,尤其是其离子半径与Ca2+离子接近,有很多文献已将其应用于骨植入材料在体内演化情况的荧光标记。另外,也有文献报道低剂量的稀土离子掺杂不但可以调节HA的结晶度,而且还能通过缓释的稀土离子激活钙通道,从而促进间充质细胞向成骨细胞的分化。基于以上关于HA应用于骨组织工程支架的研究现状,我们提出以碳酸根的可控取代和稀土的可控掺杂为源头,制备出系列具有不通碳酸根和稀土离子含量的B-型羟基磷灰石仿生骨粉材料,采用3D打印的方式,将其制备成支架,在细胞和动物水平上评价其促成骨效果,为骨组织工程研究提供更接近于骨组织的可个性化订制的支架体系,从而推动解决口腔颌骨修复所面临的的复杂的成骨环境和特异性成骨需求的问题。本论文主要分为（1）材料设计与可控制备,（2）细胞水平评价小鼠胚胎成骨细胞前体细胞（MC3T3-E1）的增殖、分化与关键蛋白表达,（3）动物水平评价新生骨组织形成、钙化及新骨在支架中的生长等三个部分,分别简述如下:（1）碳酸化及稀土掺杂的HA仿生骨粉的制备根据在生理环境下的钙离子、磷酸根离子、碳酸根离子的热力学平衡条件,利用Pourbaix计算并得到了B-型羟基磷灰石的矿化条件及调节参数,制备出了系列碳酸根取代的羟基磷灰石（carbonated hydroxyapatite,CHA）纳米材料,通过控制反应条件和初始碳酸根浓度,可调节产物HA中碳酸根的比例。在此基础上,将与Ca2+离子具有相近离子半径但是不同电荷的稀土离子掺杂进入HA及CHA晶格中,从而制备出系列稀土离子掺杂的HA及CHA材料。结构分析表明具有三角形构象的碳酸根阴离子在取代具有四面体构象的磷酸根离子时,以相对于c-轴呈30 o角的方式扭曲叠加在磷酸根四面体的一个较长P-O键参与的面上。随着碳酸化程度的增加,纳米棒的长径比从3.6降为2.9。稀土离子的种类可以影响B-型羟基磷灰石纳米棒的形貌,并且碳酸化并不会影响稀土在HA中的配位环境及发光性质。采用该方法得到的B-型羟基磷灰石材料与人体骨组织中的矿化成份接近,并且稀土元素可以均匀地掺杂在材料的晶格中,既可以利用其特征荧光光谱标记其在体内的变化过程,又可以作为潜在的成骨细胞分化促进剂来激活成骨过程,以实现更好的促成骨效果。（2）细胞实验检测稀土掺杂及碳酸根取代的HA材料的生物学性能选取HA、1mol%铕（europium,Eu）掺杂的HA（Eu-HA）、1mol%铽（terbium,Tb）掺杂的HA（Tb-HA）、碳酸根取代度为3.3wt%的羟基磷灰石（CHA）、1mol%Eu-掺杂的CHA（Eu-CHA）、1mol%Tb-掺杂的CHA（Tb-CHA）六组材料为代表,研究了它们对于MC3T3-E1细胞的形态、增殖及成骨分化的影响。采用三维打印机将以上材料打印成支架,通过系统的细胞增殖、分化及蛋白表达测试,评价其作为骨修复材料应用于骨组织工程的潜力。六组材料都是潜在的骨修复材料,其中Tb的掺入可促进MC3T3-E1细胞的黏附增殖,尤其是Tb-CHA,在ALP染色和定量、茜素红染色、成骨相关蛋白表达实验结果中,表现出了最佳的促成骨效果,明显优于Tb-HA、HA和CHA;Eu的掺入减缓了MC3T3-E1细胞的增殖、黏附及成骨分化。（3）稀土掺杂及碳酸根取代的HA支架促大鼠颅骨缺损修复的实验研究通过以上研究,我们发现在体外促进成骨细胞增殖、黏附和成骨分化方面,掺杂Tb的材料优于掺杂Eu的材料,CHA优于HA,故我们采用大鼠颅骨缺损模型,分别植入HA支架、Tb-HA支架、CHA支架和Tb-CHA支架材料,评价骨缺损的修复。经影像学及HE染色分析结果可知,术后4周,各组对骨缺损的修复均不明显。术后8周,空白对照组缺损处仅表现为少量的新骨形成,HA组未见明显愈合,Tb-HA可见缺损部位实现了一部分修复,HE染色切片可见新生骨;与HA组相比,CHA组对骨缺损进行了一定程度的修复;Tb-CHA组显示出最强的成骨效果,且可降低局部炎症反应。综上所述,本论文从应用于骨组织工程修复骨缺损支架的源头出发,通过对HA材料矿化机制的深入分析,设计并制备出了系列与人体骨组织成份最为接近的CHA材料,并且将稀土离子选择性地标记在HA结构的Ca1晶体学位置;采用3D打印技术,将模型材料打印成支架,分别在细胞水平上和动物水平上,通过系列实验手段检测了材料对MC3T3-E1细胞的增殖、分化能力、蛋白表达水平和新骨生长情况的影响,发现了碳酸根取代和稀土Tb3+离子掺杂都可促进HA材料的骨缺损修复效果。本论文的研究将从源头上把以HA为主的骨组织工程支架材料引导为碳酸根取代的HA和异价金属离子掺杂HA,利用这种碳酸根和稀土离子调控的成骨性能差异,借助3D打印设备,根据不同位置的成骨需要个性化的设计支架,订制具有不同成骨需求的支架材料,从而为像口腔颌面部骨组织这种复杂的骨缺损疾病提供个性化的修复植入材料。
马潇[10]（2021）在《螺旋波作用下低温生长含氮碳化硅薄膜的研究》文中指出耐磨抗蚀材料是一类具有特殊物理和化学性质新型功能材料,广泛应用于机械制造、高新技术和航空航天、国防建设等领域。在航空航天领域,碳化硅颗粒增强铝基复合材料因其优良的性能和低成本,已经作为主要承重结构,应用在航天器中。耐磨抗蚀涂层材料种类繁多,用途广泛,正在形成一个规模宏大的高技术产业群,有着十分广阔的市场前景,对实现“中国制造2025”的伟大战略,实现制造业的智能升级起到十分重要的支撑作用。氮掺杂碳化硅（SiCNx）薄膜材料兼顾了碳化硅（SiC）和氮化硅（SiN）的优良特性,具有优异的耐热性、高温耐蠕变、抗氧化性、低摩擦系数、耐腐蚀性和抗折强度,在作为保护涂层方面具有很好的应用前景。但目前SiC以及SiCNx薄膜的制备工艺还存在一些问题,如传统物理气相沉积（PVD）工艺存在设备要求高、昂贵、在复杂结构表面镀膜不均匀,且速度慢。受靶材大小的限制,很难在大尺寸工件上镀膜。传统化学气相沉积（CVD）工艺存在工艺温度高（通常500-1000oC）,前驱体易燃、易爆等问题,限制了SiC以及SiCNx薄膜的应用范围。为了解决上述难题,本论文提出了在螺旋波作用下,使用CVD工艺制备SiC以及SiCNx薄膜的新方法。螺旋波等离子体产生的高密度粒子可在低温下快速制备薄膜。通过设计一系列具有不同结构的含氮前驱体,对SiCNx薄膜的制备工艺进行研究,达到了简化工艺过程,提高安全性的目的。通过对前驱体结构的研究,从分子层面揭示了前驱体结构和薄膜组成及性能的构效关系。具体研究方法如下:（1）第一步验证方法的可行性。以四甲基硅烷为前驱体研究了在螺旋波作用下使用CVD方法生长SiC薄膜的工艺条件。结果表明该方法在低温条件下成功地生长了SiC薄膜,成膜速度快,薄膜质量高。沉积工艺的偏压高低影响薄膜组成及性能,薄膜的硬度随偏压升高而增加。（2）第二步研究在螺旋波作用下低温、安全、快速生长SiCNx薄膜的新方法。首先设计、合成和表征一系列新的含氮有机胍硅烷化合物。研究其热稳定性和挥发性以及成膜性能。结果表明有机胍硅烷化合物具有优异的热稳定性及良好的挥发性,适合作为CVD前驱体用于螺旋波作用下SiCNx薄膜生长的研究。（3）第三步摸索SiCNx薄膜的生长工艺。使用有机胍硅烷前驱体进行了SiCNx薄膜沉积实验,制备SiCNx薄膜,成膜温度在150℃以下,沉积速度快（高达36nm/s）。结果表明薄膜中含氮量可以通过前驱体中的含氮量而调节,薄膜硬度和折射率随氮含量的增加而减小,表面粗糙度和摩擦系数随氮含量的增加而增大。（4）第四步探讨工艺条件对SiCNx薄膜组成及性能的影响。结果表明偏压升高,薄膜中的硅、碳、氮元素及各种键态含量均发生变化。高偏压下会产生金刚石相C-C sp3键,形成结构紧密的网络结构,提升薄膜力学性能。升高偏压会降低摩擦系数和表面粗糙度,提高硬度与折射率,但过高偏压会产生蚀刻负作用,降低薄膜性能。
二、在化学实验中常用的方法——“掺杂”（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、在化学实验中常用的方法——“掺杂”（论文提纲范文）
（1）高性能CO2还原电催化剂的理论设计与催化机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 碳中和/碳循环 |
| 1.2 CO_2还原的策略 |
| 1.2.1 光催化CO_2还原 |
| 1.2.2 电化学CO_2还原 |
| 1.3 电催化CO_2还原的研究现状 |
| 1.3.1 电催化CO_2还原的工作原理 |
| 1.3.2 CO_2还原的电催化剂研究进展 |
| 1.4 CO_2还原的理论研究 |
| 1.4.1 理论基础 |
| 1.4.1.1 薛定谔方程 |
| 1.4.1.2 密度泛函理论 |
| 1.4.2 电催化CO_2还原的理论模型 |
| 1.4.3 电催化CO_2还原的理论研究意义 |
| 1.5 论文的选题依据及主要研究内容 |
| 1.5.1 论文的选题依据 |
| 1.5.2 论文的主要研究内容 |
| 第二章 金属-卟啉型单原子催化剂(TM-SACs)电催化CO_2RR的构效关系研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 催化剂模型及计算方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 单原子催化剂的CO_2RR催化机制 |
| 2.3.1.1 CO_2还原的潜在反应路径 |
| 2.3.1.2 TM-SACs电催化CO_2RR机制 |
| 2.3.2 单原子催化剂的CO_2RR反应活性和选择性 |
| 2.3.2.1 TM-SACs电催化CO_2RR活性 |
| 2.3.2.2 TM-SACs电催化CO_2RR选择性 |
| 2.3.2.3 AM-SACs电催化CO_2RR活性和选择性 |
| 2.3.3 本征描述符与“火山型”关系 |
| 2.3.4 描述符的普适性 |
| 2.3.5 单原子催化剂的电子特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 原子级分散的双金属催化剂(BACs)电催化CO_2RR的构效关系研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂模型及计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 双金属催化剂的形成能 |
| 3.3.2 双金属催化剂的CO_2RR催化机制 |
| 3.3.2.1 CO_2还原的潜在反应路径 |
| 3.3.2.2 BACs电催化CO_2RR机制 |
| 3.3.3 双金属催化剂的CO_2RR反应活性和选择性 |
| 3.3.4 本征描述符与“火山型”关系 |
| 3.3.5 双金属催化剂的线性比例关系 |
| 3.3.6 双金属催化剂的电子特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 锚定在共价三嗪骨架中的过渡金属单原子催化剂(TM-CTF)电催化CO_2RR的构效关系研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 催化剂模型及计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 TM-CTFs催化剂的稳定性 |
| 4.3.2 CO_2还原的反应机制 |
| 4.3.3 TM-CTFs催化剂的CO_2吸附方式 |
| 4.3.4 TM-CTFs催化剂的CO_2RR反应活性 |
| 4.3.5 本征描述符与“火山型”关系 |
| 4.3.6 TM-CTFs催化剂的CO_2RR选择性 |
| 4.3.7 TM-CTFs催化活性的影响因素 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 不同配位构型的Ni-SACs用于电催化CO_2还原研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 催化剂模型及计算方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 CO_2的化学吸附方式 |
| 5.3.2 Ni-SACs电催化CO_2RR的活性 |
| 5.3.3 Ni-SACs电催化CO_2RR的选择性 |
| 5.3.4 Ni-SACs催化剂的电子特性 |
| 5.3.5 Ni-SACs在电催化CO_2RR中的应用 |
| 5.3.5.1 Ni@NCH材料的制备 |
| 5.3.5.2 Ni@NCH材料的表征与测试技术 |
| 5.3.5.3 Ni@NCH用于电催化CO_2RR的性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
（2）微相分离选择透过膜复合材料的制备与防毒机理研究（论文提纲范文）
| 缩略语表 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 皮肤防护概况 |
| 1.1.1 隔绝式防毒衣 |
| 1.1.2 透气式防毒服 |
| 1.1.3 选择透过式防护服 |
| 1.2 聚电解质膜的制备方法 |
| 1.2.1 阳离子膜的制备方法 |
| 1.2.2 阴离子膜的制备方法 |
| 1.3 研究目标与主要研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 聚偏氟乙烯阳离子选择透过膜的制备与测试 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 聚偏氟乙烯磺酸膜材料的制备 |
| 2.2.3 聚偏氟乙烯磺酸膜表征与测试方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 聚偏氟乙烯磺酸膜的化学结构 |
| 2.3.2 聚偏氟乙烯磺酸膜的基本性能 |
| 2.3.3 聚偏氟乙烯磺酸膜的形貌表征 |
| 2.3.4 聚偏氟乙烯磺酸膜的表面性质 |
| 2.3.5 聚偏氟乙烯磺酸膜的机械性能 |
| 2.3.6 聚偏氟乙烯磺酸膜的渗透性和选择性 |
| 2.3.7 聚偏氟乙烯磺酸膜的应用性能研究 |
| 2.3.8 聚偏氟乙烯磺酸膜的模拟仿真结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 聚苯醚基选择透过膜的制备与性能测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 磺化聚苯醚膜材料的制备 |
| 3.2.3 磺化聚苯醚膜材料的表征测试方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 磺化聚苯醚膜材料的化学组成和形貌表征 |
| 3.3.2 磺化聚苯醚膜材料的基本性能 |
| 3.3.3 磺化聚苯醚膜材料的表面性质 |
| 3.3.4 磺化聚苯醚膜材料的物理机械性能 |
| 3.3.5 磺化聚苯醚膜材料的渗透性与选择性 |
| 3.3.6 磺化聚苯醚膜材料的应用性能研究 |
| 3.3.7 磺化聚苯醚膜材料的模拟仿真结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 功能化氧化石墨烯复合选择透过膜的制备与测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 氧化石墨烯复合膜材料的制备 |
| 4.2.3 氧化石墨烯复合膜材料的表征测试方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 功能化氧化石墨烯的表征 |
| 4.3.2 氧化石墨烯复合膜材料表征 |
| 4.3.3 氧化石墨烯复合膜材料基本性能 |
| 4.3.4 氧化石墨烯复合膜材料的表面性质 |
| 4.3.5 氧化石墨烯复合膜材料的机械性能 |
| 4.3.6 氧化石墨烯复合膜材料的选择性和渗透性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 聚偏氟乙烯防消一体选择透过膜的制备与测试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验原料 |
| 5.2.2 聚偏氟乙烯季铵膜材料的制备 |
| 5.2.3 聚偏氟乙烯季铵膜材料表征测试方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 聚偏氟乙烯季铵膜材料的化学组成 |
| 5.3.2 聚偏氟乙烯季铵膜材料的结构与形貌表征 |
| 5.3.3 聚偏氟乙烯季铵膜材料的热分析表征 |
| 5.3.4 聚偏氟乙烯季铵膜材料基本性能 |
| 5.3.5 聚偏氟乙烯季铵膜材料的机械性能 |
| 5.3.6 聚偏氟乙烯季铵膜材料的渗透性和选择性 |
| 5.3.7 聚偏氟乙烯季铵膜材料的消毒性能 |
| 5.3.8 聚偏氟乙烯季铵膜材料的防消一体模型分析 |
| 5.3.9 聚偏氟乙烯季铵膜材料的应用性能研究 |
| 5.3.10 聚偏氟乙烯季铵膜材料的模拟仿真结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 MOF复合选择透过膜的制备与测试 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验过程 |
| 6.2.1 实验原料 |
| 6.2.2 MOF复合选择透过膜的制备 |
| 6.2.3 MOF复合选择透过膜的表征测试方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 MOF808 的表征 |
| 6.3.2 MOF复合选择透过膜的表征 |
| 6.3.3 MOF复合选择透过膜的机械性能测试 |
| 6.3.4 MOF复合选择透过膜的渗透性与选择性 |
| 6.3.5 MOF复合选择透过膜的消毒性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 主要简历 |
| 致谢 |
（3）功能化荧光MOFs材料的构筑及其生物标志物传感性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 MOFs材料 |
| 1.2.1 MOFs材料概述 |
| 1.2.2 MOFs材料的发光机制 |
| 1.3 荧光MOFs的构筑 |
| 1.3.1 直接合成法 |
| 1.3.2 原位掺杂法 |
| 1.3.3 后合成修饰法 |
| 1.4 荧光MOFs检测类型 |
| 1.4.1 荧光猝灭检测 |
| 1.4.2 荧光增强检测 |
| 1.4.3 荧光双发射检测 |
| 1.5 荧光MOFs在生物标志物传感中的应用 |
| 1.5.1 血清中生物标志物检测 |
| 1.5.2 尿液中生物标志物检测 |
| 1.5.3 其他体液中生物标志物检测 |
| 1.6 选题依据及本论文研究思路 |
| 参考文献 |
| 第二章 Eu~(3+)功能化Al-MOF及其对3-甲氧基酪胺荧光传感性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 配合物Eu~(3+)@Al-MOF的合成 |
| 2.2.2 3-甲氧基酪胺的检测步骤 |
| 2.2.3 荧光试纸的制备 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 配合物Eu~(3+)@Al-MOF的结构与表征 |
| 2.3.2 配合物Eu~(3+)@Al-MOF的光学性质 |
| 2.3.3 配合物Eu~(3+)@Al-MOF对 3-甲氧基酪胺的荧光传感性能 |
| 2.3.4 配合物Eu~(3+)@Al-MOF对 3-甲氧基酪胺的可视化检测 |
| 2.3.5 配合物Eu~(3+)@Al-MOF对3-甲氧基酪胺的荧光响应机理 |
| 2.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 Eu~(3+)功能化Sc-MOF及其对2-羟基戊二酸荧光传感性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 配合物Eu~(3+)@Sc-MOF的合成 |
| 3.2.2 2-羟基戊二酸的检测步骤 |
| 3.2.3 荧光试纸和水凝胶的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 配合物Eu~(3+)@Sc-MOF的结构与表征 |
| 3.3.2 配合物Eu~(3+)@Sc-MOF的光学性质 |
| 3.3.3 配合物Eu~(3+)@Sc-MOF对2-羟基戊二酸的荧光传感性能 |
| 3.3.4 配合物Eu~(3+)@Sc-MOF对2-羟基戊二酸的可视化检测 |
| 3.3.5 配合物Eu~(3+)@Sc-MOF对2-羟基戊二酸的荧光响应机理 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Tb~(3+)功能化MOFs及其对血清素比率荧光传感性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 配合物Tb~(3+)-NOTT-220 的合成 |
| 4.2.2 血清素的检测步骤 |
| 4.2.3 荧光水凝胶的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 配合物Tb~(3+)-NOTT-220 表征 |
| 4.3.2 配合物Tb~(3+)-NOTT-220 的光学性质 |
| 4.3.3 配合物Tb~(3+)-NOTT-220-4对血清素的比率荧光传感性能 |
| 4.3.4 配合物Tb~(3+)-NOTT-220-4 对血清素的可视化检测 |
| 4.3.5 模拟血清样品中对血清素的检测 |
| 4.3.6 配合物Tb~(3+)-NOTT-220-4 对血清素的荧光响应机理 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 Eu~(3+)功能化Bi-MOF及其对组氨酸比率荧光传感性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 配合物Eu/Bi-MOF的合成 |
| 5.2.2 组氨酸的检测步骤 |
| 5.2.3 荧光薄膜的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 配合物Eu/Bi-MOF的结构与表征 |
| 5.3.2 荧光沉默体系的构筑 |
| 5.3.3 荧光沉默体系对组氨酸的比率荧光增强传感性能 |
| 5.3.4 荧光沉默薄膜对组氨酸的可视化检测 |
| 5.3.5 荧光沉默体系对组氨酸的荧光响应机理 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 双镧系功能化Ga-MOF及其对5-羟基吲哚-3-乙酸比率荧光传感性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 配合物Ln@Ga-MOF的合成 |
| 6.2.2 5-羟基吲哚-3-乙酸的检测步骤 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 配合物Ln@Ga-MOF的结构与表征 |
| 6.3.2 配合物Ln@Ga-MOF的光学性质 |
| 6.3.3 配合物Eu/Tb@Ga-MOF-3对5-羟基吲哚-3-乙酸的荧光传感性能 |
| 6.3.4 配合物Eu/Tb@Ga-MOF-3对5-羟基吲哚-3-乙酸的荧光响应机理 |
| 6.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表学术论文情况 |
（4）天然气基中温化学链制氢热力学机理与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明表 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 天然气制氢技术概述 |
| 1.2.1 天然气水蒸气重整制氢 |
| 1.2.2 天然气二氧化碳重整制氢 |
| 1.3 天然气化学链制氢技术概述 |
| 1.3.1 化学链方法的发展 |
| 1.3.2 化学链制氢反应的基本原理 |
| 1.4 天然气化学链制氢过程的研究进展 |
| 1.4.1 载氧体研究进展 |
| 1.4.2 化学链制氢反应器与实验研究进展 |
| 1.5 本文研究内容和拟解决的问题 |
| 第2章 天然气化学链制氢反应热力学转化机理 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 化学能的梯级利用原理 |
| 2.2.1 物质(?)、物理(?)与化学反应的吉布斯自由能的相互关系 |
| 2.2.2 反应(?)变、吉布斯自由能、物理(?)的基本方程 |
| 2.3 天然气化学链制氢与重整制氢对比分析 |
| 2.3.1 天然气化学链制氢反应产物(?)增量方程 |
| 2.3.2 反应过程的有效吉布斯自由能 |
| 2.3.3 反应过程的吉布斯自由能损失 |
| 2.3.4 反应过程的热(?)变 |
| 2.4 不同载氧体的天然气化学链制氢反应 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 多孔蜂窝型化学链还原反应动力学实验研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 传统反应动力学模型概述 |
| 3.2.1 未反应核收缩模型概述 |
| 3.2.2 均相模型概述 |
| 3.3 两段式气固反应过程的动力学模型 |
| 3.3.1 第一反应阶段模型描述 |
| 3.3.2 第二反应阶段模型描述 |
| 3.4 多孔蜂窝型化学链反应实验平台 |
| 3.4.1 多孔蜂窝型化学链反应器 |
| 3.4.2 实验平台简介 |
| 3.4.3 主要实验流程与实验条件 |
| 3.5 多孔蜂窝型化学链反应速率研究 |
| 3.5.1 反应动力学基础表达式 |
| 3.5.2 化学链还原反应特性 |
| 3.5.3 第一阶段反应速率方程 |
| 3.5.4 第二阶段反应速率方程 |
| 3.5.5 反应速率方程的实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 多孔蜂窝型反应器天然气化学链制氢实验研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验方案概述 |
| 4.2.1 载氧体的选择 |
| 4.2.2 实验流程 |
| 4.3 基于多孔蜂窝型反应器的化学链反应实验性能 |
| 4.3.1 天然气-氧化镍化学链反应特性 |
| 4.3.2 反应性能分析 |
| 4.3.3 与传统固定床反应器的反应性能对比 |
| 4.4 多孔蜂窝型载氧体的循环再生性实验研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 反应分离一体化的天然气化学链制氢实验研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 反应分离一体化的化学链制氢反应概述 |
| 5.2.1 化学反应平衡理论依据 |
| 5.2.2 反应分离一体化的化学链制氢反应流程 |
| 5.2.3 二氧化碳吸附剂的选择 |
| 5.3 化学链制氢反应过程的反应平衡分析 |
| 5.3.1 天然气化学链制氢反应的平衡温度与平衡转化率 |
| 5.3.2 天然气化学链制氢反应的平衡产物分析 |
| 5.4 反应分离一体化的天然气化学链制氢热重实验研究 |
| 5.4.1 热重实验流程与仪器介绍 |
| 5.4.2 载氧体释氧性能热重实验结果 |
| 5.4.3 CO_2吸附剂反应性能热重实验结果 |
| 5.5 反应分离一体化的天然气化学链制氢反应器实验研究 |
| 5.5.1 反应器实验平台 |
| 5.5.2 反应分离一体化的化学链制氢反应器实验结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 主要研究成果 |
| 6.2 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）蓝宝石的化学机械抛光液研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 蓝宝石的性能参数 |
| 1.1.2 蓝宝石的应用领域 |
| 1.1.3 化学机械抛光技术简介 |
| 1.1.4 蓝宝石的化学机械抛光液研究现状 |
| 1.2 课题研究的目的和意义 |
| 1.3 课题来源及本文的主要研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 2 蓝宝石化学机械抛光参数初选 |
| 2.1 实验仪器与样品 |
| 2.1.1 抛光设备与样品 |
| 2.1.2 抛光结果表征仪器 |
| 2.2 抛光前预处理 |
| 2.2.1 抛光垫的种类和选择 |
| 2.2.2 化学机械粗抛光 |
| 2.3 抛光液参数初选 |
| 2.3.1 抛光液中磨料种类的选择 |
| 2.3.2 抛光液中磨料粒径的选择 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 蓝宝石化学机械抛光液及工艺参数优化 |
| 3.1 正交试验优化抛光参数 |
| 3.1.1 正交试验 |
| 3.1.2 正交试验方案设计 |
| 3.1.3 正交试验结果分析 |
| 3.2 抛光时间对抛光结果的影响 |
| 3.3 抛光液中添加剂的选择及优化 |
| 3.3.1 pH调节剂的选择 |
| 3.3.2 络合剂的种类及用量选择 |
| 3.3.3 蓝宝石的化学机械抛光参数 |
| 3.4 蓝宝石化学机械抛光后的清洗方式 |
| 3.5 蓝宝石化学机械抛光后的表面检测 |
| 3.5.1 损伤层检测 |
| 3.5.2 表面成分检测 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 蓝宝石化学机械抛光的机理研究 |
| 4.1 磨料在抛光过程中的作用 |
| 4.1.1 SiO_2形貌和粒径表征 |
| 4.1.2 磨料的材料去除过程中的作用 |
| 4.2 pH调节剂在抛光过程中的作用 |
| 4.2.1 羟基对蓝宝石的腐蚀作用 |
| 4.2.2 X射线光电子能谱实验 |
| 4.3 络合剂在抛光过程中的作用 |
| 4.3.1 络合反应 |
| 4.3.2 傅里叶变换红外光谱实验 |
| 4.3.3 三乙醇胺在抛光过程中的作用 |
| 4.3.4 山梨醇在抛光过程中的作用 |
| 4.4 抛光液的参数表征 |
| 4.5 化学机械抛光过程中的材料去除过程 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（6）木质素及其衍生物定向转化制备液体燃料的反应机理和产物调控研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 世界能源消费现状和预测 |
| 1.1.2 生物质能概况和“碳中和”目标下的机遇 |
| 1.2 木质纤维素类生物质及其转化途径 |
| 1.2.1 生物质水解发酵路径 |
| 1.2.2 生物质水热液化路径 |
| 1.2.3 生物质快速热解路径 |
| 1.3 木质素的种类和结构 |
| 1.3.1 天然木质素 |
| 1.3.2 天然结构改变较大的木质素 |
| 1.3.3 天然结构轻微改变的木质素 |
| 1.3.4 直接获取木质素衍生酚单体平台化合物 |
| 1.4 木质素及其衍生物的高值化利用途径 |
| 1.4.1 木质素的热解和催化热解 |
| 1.4.2 木质素的液相转化 |
| 1.5 密度泛函理论在木质纤维素类生物质转化机理研究中的应用 |
| 1.5.1 密度泛函理论介绍 |
| 1.5.2 常用理论计算软件介绍 |
| 1.5.3 纤维素和半纤维素转化机理研究 |
| 1.5.4 木质素生成和转化机理研究 |
| 1.6 论文选题 |
| 1.7 主要研究内容 |
| 第2章 实验系统和理论计算方法 |
| 2.1 实验原料与试剂 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验试剂 |
| 2.2 实验装置与方法 |
| 2.2.1 单酚模型化合物的热解(M-PL) |
| 2.2.2 催化热解反应 |
| 2.2.3 反应釜中木质素解聚和加氢脱氧实验 |
| 2.2.4 催化剂性循环稳定性测试 |
| 2.3 反应物和产物分析 |
| 2.3.1 高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱联用(HPLC/Qtof-MS) |
| 2.3.2 凝胶渗透色谱(GPC) |
| 2.3.3 二维异核单量子关系核磁谱(2D~1H-~(13)C HSQC NMR) |
| 2.3.4 气相色谱-质谱联用仪(GC/MS) |
| 2.3.5 气相色谱(GC) |
| 2.3.6 热重分析(TG) |
| 2.4 理论计算方法与设置 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 催化剂的表征与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂制备方法 |
| 3.2.1 活性炭负载型催化剂的制备 |
| 3.2.2 介孔氧化铌催化剂的制备 |
| 3.2.3 Nb-Mo共晶介孔氧化物催化剂的制备 |
| 3.3 催化剂表征方法 |
| 3.4 催化剂表征结果分析 |
| 3.4.1 活性炭负载型催化剂表征结果 |
| 3.4.2 介孔氧化铌催化剂表征结果 |
| 3.4.3 共晶介孔催化剂表征结果 |
| 3.5 共晶介孔金属氧化物催化剂的性能和筛选 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 热解木质素的表征和生成机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 HPLC/Qtof-MS结果分析 |
| 4.3 GPC测试结果分析 |
| 4.4 2D~1H-~(13)C HSQC NMR结果分析 |
| 4.5 热解木质素的生成机理 |
| 4.6 DFT理论计算分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 木质素催化热解的实验和机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 酶解木质素和热解木质素特性对比 |
| 5.3 催化剂和原料比的影响 |
| 5.4 氧化铌催化作用下焦炭/积碳分析 |
| 5.5 催化热解工况的优化 |
| 5.6 催化热解产物分析和生成路径 |
| 5.7 模化物反应和理论计算分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 木质素乙醇液相解聚与酚平台产物的加氢脱氧 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 木质素的乙醇液相解聚 |
| 6.3 酚单体平台化合物的水相加氢脱氧反应 |
| 6.3.1 催化剂负载量的影响 |
| 6.3.2 反应时间的影响 |
| 6.3.3 反应温度影响 |
| 6.3.4 甲醇/反应物摩尔比的影响 |
| 6.3.5 不同催化剂原位加氢反应效果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 酚平台化合物加氢脱氧制备液体燃料的实验和机理研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 温和加氢脱氧反应的优化 |
| 7.3 物理混合催化体系加氢脱氧机理研究 |
| 7.4 催化可回收性和稳定性测试 |
| 7.5 木质素衍生酚平台混合物的加氢脱氧 |
| 7.6 不同供氢源和催化剂作用机制总结 |
| 7.7 本章小结 |
| 第8章 木质素定向转化为液体燃料路线对比与分析 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 木质素催化热解工艺路线 |
| 8.3 木质素液相“两步法”工艺路线 |
| 8.4 工艺路线的对比与分析 |
| 8.4.1 木质素及其衍生物转化路线的对比与分析 |
| 8.4.2 生物质全组分利用途径下木质素转化路线的分析与建议 |
| 8.5 本章小结 |
| 第9章 全文总结与展望 |
| 9.1 全文总结 |
| 9.2 创新点 |
| 9.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（7）农业物联网中低功耗传感器的新型供能器件的研究和制备（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要英文缩略表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 对农业物联网中低功耗传感器的传统供能器件的改进与优化 |
| 1.2.1 硬件改进 |
| 1.2.2 控制优化 |
| 1.3 农业物联网中低功耗传感器的新型供能器件 |
| 1.3.1 新型储能器件 |
| 1.3.1.1 超级电容器 |
| 1.3.1.2 平面微型超级电容器 |
| 1.3.2 新型能量收集转换器件 |
| 1.3.2.1 雨水能量的收集转换器件 |
| 1.3.2.2 机械能的收集转换器件 |
| 1.4 研究目的、内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究目的与内容 |
| 1.4.2 技术路线图 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 基于PEDOT:PSS的柔性储能电极的研制 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 聚吡咯(PPy) |
| 2.1.2 PEDOT:PSS |
| 2.2 基于PPy的储能电极的研究 |
| 2.2.1 实验与方法 |
| 2.2.1.1 材料与试剂 |
| 2.2.1.2 仪器设备 |
| 2.2.1.3 材料合成、电极制备与表征 |
| 2.2.2 结果与讨论 |
| 2.2.2.1 不同纳米结构PPy与MWCNTs复合电极的表征和电化学性能 |
| 2.2.2.2 不同碳纳米材料与c-PPy复合电极的表征和电化学性能 |
| 2.3 基于PEDOT:PSS的柔性储能电极的研究 |
| 2.3.1 实验与方法 |
| 2.3.1.1 材料与试剂 |
| 2.3.1.2 仪器设备 |
| 2.3.1.3 材料预处理、电极制备与表征 |
| 2.3.2 实验结果与讨论 |
| 2.3.2.1 柔性自支撑复合膜的表征 |
| 2.3.2.2 柔性自支撑复合膜的电化学性能 |
| 2.3.2.3 柔性三明治型超级电容器对农业物联网中低功耗LED供能 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于石墨烯的柔性小型化能量存储器件的研制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验与方法 |
| 3.2.1 材料与试剂 |
| 3.2.2 仪器设备 |
| 3.2.3 材料制备、电极制备与表征 |
| 3.2.3.1 表面功能化氧化石墨烯悬浮液的制备 |
| 3.2.3.2 表面功能化还原氧化石墨烯悬浮液的制备 |
| 3.2.3.3 柔性FGO、FrGO膜和叉指FGO-FrGO膜的制备 |
| 3.2.3.4 叉指FGO-FrGO MSC的制备 |
| 3.2.3.5 电极的电化学测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 FGO与FrGO纳米片悬浮液的表征 |
| 3.3.2 柔性FGO与FrGO膜的电化学性能 |
| 3.3.3 柔性平面叉指FGO-FrGO MSC的电化学性能 |
| 3.3.4 集成化FGO-FrGO MSC对农业物联网中低功耗温湿度传感器供能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于滤纸的雨水能量收集转换器件的研制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验与方法 |
| 4.2.1 材料与试剂 |
| 4.2.2 仪器设备 |
| 4.2.3 改性浆料制备、FPNG制备与表征 |
| 4.2.3.1 改性MWCNTs墨水浆料的制备 |
| 4.2.3.2 滤纸基纳米发电机的制备 |
| 4.2.3.3 测量与表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 FPNG的表征 |
| 4.3.2 FPNG工作条件优化 |
| 4.3.3 FPNG输出功率及对雨水能量的收集转换 |
| 4.3.4 FPNG在植物叶片上对雨水能量的收集转换 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于普鲁兰多糖的能量收集转换器件的研制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验与方法 |
| 5.2.1 材料与试剂 |
| 5.2.2 仪器设备 |
| 5.2.3 复合膜与TENG的制备 |
| 5.2.3.1 普鲁兰多糖膜与普鲁兰多糖复合膜制备 |
| 5.2.3.2 普鲁兰多糖复合膜TENG的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 普鲁兰多糖复合膜的表征 |
| 5.3.2 复合膜构建的TENG工作原理以及工作条件优化 |
| 5.3.3 普鲁兰多糖复合膜TENG的循环利用可行性 |
| 5.3.4 普鲁兰多糖复合膜TENG对机械能收集转换的应用示例 |
| 5.3.5 普鲁兰多糖复合膜TENG对农业物联网中低功耗温湿度传感器的供能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究工作内容与结论 |
| 6.2 本研究的主要创新点 |
| 6.3 对未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（8）钙铈基复合材料吸收CO2强化生物质水蒸气气化制氢研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 化石能源 |
| 1.1.2 CO_2捕集 |
| 1.1.3 氢能概述 |
| 1.2 生物质气化制氢技术简介 |
| 1.2.1 生物质水蒸气气化制氢技术简介 |
| 1.2.2 吸收CO_2强化生物质水蒸气气化技术简介 |
| 1.3 钙基材料吸收CO_2强化生物质水蒸气气化制氢研究现状 |
| 1.3.1 常规钙基材料吸收CO_2强化生物质气化制氢研究 |
| 1.3.2 提高钙基材料的循环CO_2捕集性能研究 |
| 1.3.3 提高钙基材料对生物质气化制氢中的催化性能 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本章小节 |
| 2 实验系统与方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 钙基材料循环CO_2捕集实验 |
| 2.3 钙基材料吸收CO_2强化生物质气化制氢实验 |
| 2.4 物相与微观结构分析方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 钙铈复合材料吸收CO_2强化生物质气化制氢特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 钙铈复合材料的制备 |
| 3.3 物相分析 |
| 3.4 钙铈复合材料的循环CO_2捕集特性 |
| 3.5 钙铈复合材料强化浒苔及其焦气化制氢特性 |
| 3.5.1 CeO_2添加量的影响 |
| 3.5.2 CaO/C摩尔比的影响 |
| 3.5.3 正交实验 |
| 3.5.4 循环次数的影响 |
| 3.6 颗粒粒径分布特性 |
| 3.7 XPS分析 |
| 3.8 微观结构分析 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 Ca_(12)Al_(14)O_(33)对钙铈复合材料吸收CO_2强化生物质气化制氢的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 钙铝铈复合材料的制备 |
| 4.3 物相分析 |
| 4.4 钙铝铈复合材料的循环捕集CO_2特性 |
| 4.5 钙铝铈复合材料吸收CO_2强化生物质气化制氢特性 |
| 4.6 CO_2-TPD分析 |
| 4.7 XPS分析 |
| 4.8 微观结构分析 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 赤泥对钙铝铈复合材料吸收CO_2强化生物质气化制氢的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 赤泥修饰钙铝铈复合材料的制备 |
| 5.3 赤泥修饰钙铝铈复合材料的循环捕集CO_2性能 |
| 5.4 物相分析 |
| 5.5 赤泥修饰钙铝铈复合材料吸收CO_2强化甘蔗渣气化特性 |
| 5.6 EPR分析 |
| 5.7 XPS分析 |
| 5.8 微观结构分析 |
| 5.9 赤泥修饰钙铝铈复合材料流态化下强化生物质气化制氢特性 |
| 5.10 本章小结 |
| 6 在生物质气化制氢时钙铈复合材料吸附CO_2的DFT研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 计算方法 |
| 6.3 CaO与钙铈复合材料的体相晶胞分析 |
| 6.4 钙铈复合材料的吸附CO_2分析 |
| 6.4.1 钙铈复合材料吸附CO_2的构型 |
| 6.4.2 钙铈复合材料吸附CO_2的电子特性 |
| 6.5 钙铈复合材料的吸附H_2O分析 |
| 6.5.1 钙铈复合材料吸附H_2O的构型 |
| 6.5.2 钙铈复合材料吸附H_2O的电子特性 |
| 6.6 预先吸附H_2O钙铈复合材料的CO_2吸附分析 |
| 6.6.1 预先吸附H_2O钙铈复合材料吸附CO_2的构型 |
| 6.6.2 预先吸附H_2O的钙铈复合材料吸附CO_2的电子特性 |
| 6.7 钙铈复合材料的H_2O与CO_2同时吸附分析 |
| 6.8 本章小结 |
| 7 在生物质气化制氢时钙铈复合材料强化水气变换的DFT研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 计算方法 |
| 7.3 CaO表面WGS反应中单一吸附质的吸附分析 |
| 7.3.1 CaO表面WGS反应中单一吸附质的吸附构型 |
| 7.3.2 CaO表面WGS反应中单一吸附质吸附的电子特性 |
| 7.4 CaO表面WGS反应路径及活化能分析 |
| 7.4.1 CaO表面WGS反应中吸附质的共吸附分析 |
| 7.4.2 CaO表面WGS反应的还原路径分析 |
| 7.4.3 CaO表面WGS反应的羧基路径分析 |
| 7.4.4 CaO表面WGS反应的羧基-羟基路径分析 |
| 7.4.5 CaO表面WGS反应的双羟基路径分析 |
| 7.4.6 CaO表面WGS反应路径的计算方法对比 |
| 7.5 钙铈复合材料表面WGS反应活化能分析 |
| 7.5.1 钙铈复合材料表面WGS反应还原(a)路径吸附质的吸附分析 |
| 7.5.2 钙铈复合材料表面WGS反应还原(a)路径吸附质的共吸附分析 |
| 7.5.3 钙铈复合材料表面WGS反应还原(a)路径的活化能分析 |
| 7.6 本章小结 |
| 8 全文总结及建议 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 进一步研究建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间主要成果 |
| ENGLISH DISSERTATION |
| Paper Ⅰ:CeO_2-modified CaO/Ca_(12)Al_(14)O_(33) bi-functional material for CO_2 capture and H_2 production in sorption-enhanced steam gasification of biomass |
| Paper Ⅱ:Hydrogen production from absorption-enhanced steam gasification of Enteromorpha prolifera and its char using Ce-doped CaO material |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（9）含稀土碳酸化羟基磷灰石材料的制备及其应用于骨修复的实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 口腔颌面部骨的形成和缺损修复 |
| 1.1.1 口腔颌面部骨的形成与自修复过程 |
| 1.1.2 口腔颌面部骨缺损疾病的治疗方法 |
| 1.2 口腔颌面部骨组织工程概述 |
| 1.2.1 骨组织工程中的种子细胞 |
| 1.2.2 骨组织工程中常用的生长因子及其功能简介 |
| 1.2.3 骨组织工程中常用的支架体系 |
| 1.3 骨缺损修复材料简介 |
| 1.3.1 骨修复材料的研究现状及性能要求 |
| 1.3.2 天然及人工合成的骨修复材料 |
| 1.3.3 骨组织中的羟基磷灰石 |
| 1.3.4 用于骨再生的支架材料 |
| 1.3.5 稀土在生物医学材料中的作用 |
| 1.4 本论文的设计思路和技术路线 |
| 1.4.1 设计思路 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 碳酸化及稀土掺杂的羟基磷灰石仿生骨粉的制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验仪器与试剂 |
| 2.2.1 仪器 |
| 2.2.2 试剂 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 钙-磷-碳酸体系的热力学平衡相图计算 |
| 2.3.2 碳酸化羟基磷灰石纳米骨粉的制备 |
| 2.3.3 碳酸化羟基磷灰石纳米骨粉的结构表征 |
| 2.3.4 碳酸根取代度的确定 |
| 2.3.5 形貌与化学组成分析 |
| 2.3.6 碳酸化羟基磷灰石纳米骨粉的稀土荧光标记检测 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 模拟生物矿化环境下的钙-磷-碳酸根热力学平衡相图与矿化因素 |
| 2.4.2 碳酸化羟基磷灰石材料的结构 |
| 2.4.3 碳酸化及矿化环境调控对羟基磷灰石形貌的影响 |
| 2.4.4 碳酸根取代度的确定 |
| 2.4.5 稀土离子标记的碳酸化羟基磷灰石可控制备及光谱性质 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 小鼠胚胎成骨细胞前体细胞实验检测稀土掺杂及碳酸根取代的羟基磷灰石材料的生物学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 MC3T3-E1 细胞培养 |
| 3.3.2 使用荧光染色观察细胞形态 |
| 3.3.3 使用CCK-8 法检测细胞增殖 |
| 3.3.4 使用活细胞/死细胞染色检测细胞的生长活性 |
| 3.3.5 使用碱性磷酸酶染色检测ALP活性 |
| 3.3.6 使用ALP定量检测试剂盒检测ALP活性 |
| 3.3.7 茜素红染色检测细胞形成的钙结节 |
| 3.3.8 Western blot检测各组材料对细胞成骨分化的影响 |
| 3.3.9 使用三维打印机打印支架 |
| 3.3.10 支架的形貌及成份表征 |
| 3.3.11 扫描电镜检测细胞在支架上的黏附 |
| 3.3.12 使用CCK-8 检测细胞在支架上的增殖 |
| 3.3.13 使用活细胞/死细胞染色检测细胞在支架上的生长活性 |
| 3.3.14 使用ALP染色检测支架上细胞的ALP活性 |
| 3.3.15 统计学分析 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 MC3T3-E1 细胞的培养 |
| 3.4.2 各组材料浸提液对细胞形态的影响 |
| 3.4.3 各组材料浸提液对细胞增殖的影响 |
| 3.4.4 各组材料浸提液对细胞生长活性的影响 |
| 3.4.5 各组材料浸提液对细胞ALP染色的影响 |
| 3.4.6 各组材料浸提液对细胞ALP活性影响的定量分析 |
| 3.4.7 各组材料浸提液对细胞体外矿化的影响 |
| 3.4.8 各组材料浸提液对细胞分泌成骨特异性蛋白的影响 |
| 3.4.9 三维打印支架的宏观外形 |
| 3.4.10 三维打印支架的微观形貌、组分表征 |
| 3.4.11 细胞在各组三维打印支架上的黏附 |
| 3.4.12 细胞在各组三维打印支架上的增殖 |
| 3.4.13 细胞在各组三维打印支架上的生长活性 |
| 3.4.14 细胞在各组三维打印支架上的ALP活性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 稀土掺杂及碳酸根取代的羟基磷灰石支架促大鼠颅骨缺损修复的实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料 |
| 4.2.1 试剂 |
| 4.2.2 仪器 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.3.1 大鼠颅骨缺损模型建立及分组 |
| 4.3.2 术后大体观察 |
| 4.3.3 术后影像学观察 |
| 4.3.4 组织学观察染色 |
| 4.3.5 Masson染色 |
| 4.3.6 体内生物安全性评价 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 大鼠临界骨缺损模型的建立 |
| 4.4.2 动物处死后标本的获取 |
| 4.4.3 动态Micro-CT观察缺损颅骨的修复 |
| 4.4.4 术后组织学检测 |
| 4.4.5 Masson染色表征 |
| 4.4.6 支架促血管再生 |
| 4.4.7 支架的体内安全性结果分析 |
| 4.4.8 支架促成骨性能讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 本论文的主要创新点 |
| 5.2 全文结论 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（10）螺旋波作用下低温生长含氮碳化硅薄膜的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 碳化硅(SiC)薄膜材料 |
| 1.3 氮掺杂碳化硅(SiCNx)薄膜材料 |
| 1.4 SiCN_x薄膜制备方法 |
| 1.4.1 物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD) |
| 1.4.2 化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD) |
| 1.4.3 制备工艺的比较 |
| 1.5 硅基前驱体材料的研究 |
| 1.6 小结 |
| 1.6.1 存在的问题 |
| 1.6.2 解决这些问题的意义 |
| 1.7 研究内容及方法 |
| 1.7.1 研究内容 |
| 1.7.2 研究方法 |
| 第二章 HWPCVD工艺制备SiC薄膜 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 HWPCVD实验装置 |
| 2.2.2 SiC薄膜制备 |
| 2.2.3 SiC薄膜表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 薄膜结构分析 |
| 2.3.2 发射光谱分析 |
| 2.3.3 薄膜形貌分析 |
| 2.3.4 薄膜沉积速率 |
| 2.3.5 偏压对薄膜组成的影响 |
| 2.3.6 偏压对薄膜硬度的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 胍基硅烷前驱体的合成及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂和仪器 |
| 3.2.2 胍基硅烷的合成 |
| 3.2.3 晶体结构表征 |
| 3.2.4 热稳定性测试 |
| 3.2.5 挥发性测试 |
| 3.2.6 成膜性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 化合物的合成及表征 |
| 3.3.2 化合物的热稳定性 |
| 3.3.3 化合物的挥发性 |
| 3.3.4 化合物的成膜性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 螺旋波作用下SiCNx薄膜的制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 薄膜制备 |
| 4.2.3 薄膜表征 |
| 4.3 胺基-甲基胍硅烷制备SiCN_x薄膜的结构及性能研究 |
| 4.3.1 含氮量与薄膜组成的关系 |
| 4.3.2 含氮量与薄膜结构的关系 |
| 4.3.3 含氮量与沉积速率的关系 |
| 4.3.4 含氮量与薄膜形貌的关系 |
| 4.3.5 含氮量与光学性能的关系 |
| 4.4 多取代甲基胍硅烷制备SiCN_x薄膜的结构及性能研究 |
| 4.4.1 薄膜沉积速率分析 |
| 4.4.2 薄膜组成与结构分析 |
| 4.4.3 薄膜形貌分析 |
| 4.4.4 偏压与薄膜结构和组成的关系 |
| 4.4.5 偏压与表面粗糙度的关系 |
| 4.4.6 偏压与薄膜性能的关系 |
| 4.5 环状胍基硅烷制备SiCNx薄膜的结构及性能研究 |
| 4.5.1 薄膜结构表征 |
| 4.5.2 薄膜沉积速率分析 |
| 4.5.3 薄膜形貌分析 |
| 4.5.4 薄膜组成分析 |
| 4.5.5 薄膜性能分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 全文结论与工作展望 |
| 5.1 全文结论 |
| 5.2 工作展望 |
| 论文创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读博士学位期间发表的论文及专利 |
| 附录 |
四、在化学实验中常用的方法——“掺杂”（论文参考文献）
- [1]高性能CO2还原电催化剂的理论设计与催化机制研究[D]. 龚乐乐. 北京化工大学, 2021(02)
- [2]微相分离选择透过膜复合材料的制备与防毒机理研究[D]. 赵越. 军事科学院, 2021(02)
- [3]功能化荧光MOFs材料的构筑及其生物标志物传感性能[D]. 宋丽君. 内蒙古大学, 2021
- [4]天然气基中温化学链制氢热力学机理与实验研究[D]. 刘翔宇. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021
- [5]蓝宝石的化学机械抛光液研究[D]. 谢文祥. 大连理工大学, 2021
- [6]木质素及其衍生物定向转化制备液体燃料的反应机理和产物调控研究[D]. 李思敏. 浙江大学, 2021
- [7]农业物联网中低功耗传感器的新型供能器件的研究和制备[D]. 陆元超. 浙江大学, 2021(01)
- [8]钙铈基复合材料吸收CO2强化生物质水蒸气气化制氢研究[D]. 闫宪尧. 山东大学, 2021
- [9]含稀土碳酸化羟基磷灰石材料的制备及其应用于骨修复的实验研究[D]. 刘鹏. 吉林大学, 2021(01)
- [10]螺旋波作用下低温生长含氮碳化硅薄膜的研究[D]. 马潇. 江南大学, 2021(01)