一、等离子体技术在材料中的应用（论文文献综述）
徐晨轩[1]（2021）在《垂直取向石墨烯边缘能质传递强化机理及能源应用》文中指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。
孙静,江镇宇,于冠群,贾平山,王文龙[2]（2021）在《微波技术在锂离子电池正极材料高效回收再利用中的研究进展》文中研究指明随着储能市场的快速发展,锂离子电池供求量不断攀升,废旧电池数量也随之大幅增长。废弃电池的不当处置将危及人类健康、阻碍环境和资源的可持续发展,而对其进行资源化回收再利用,尤其是回收其中具有高附加值的正极材料,有利于实现社会、经济、环境等层面的多重效益。对比总结了废旧锂电正极材料传统回收利用工艺的现状和问题,梳理了新兴微波辅助技术在材料回收及资源化利用过程中的应用和研究进展。微波技术由于其独特的加热机制在优化杂质降解、强化碳热还原、提升浸出效率、再生材料等诸多方面体现出显着优势和发展潜力。基于实际问题和数值模拟总结了微波处理技术的局限性,并提出了改进策略,以期对锂电回收体系的改良和发展提供参考。
黄浩[3]（2021）在《黑磷等二维材料的制备及其应用研究》文中进行了进一步梳理石墨烯的发现使二维原子晶体的研究快速发展。二维原子晶体因其独特的量子限域效应、大比表面积等特性,在电子器件、光电子器件、能源催化以及生物医药等领域具有广大的应用前景。在过去的十数年中,吸引了众多领域包括物理学、化学、材料科学、纳米技术以及生物医学领域中无数科学家以及科学团体的关注。虽然,二维材料的相关研究目前已经取得了相当令人振奋的成绩,但面对实际需求以及快速发展的科学技术,仍然面临着诸多挑战。而其中最大的挑战无疑就是二维材料的规模化制备问题。因此发展新的二维材料制备工艺以及改进传统工艺对二维材料研究意义重大。本文主要研究了黑磷等二维材料的相关制备技术,包括新型等离子体气液剥离技术以及经典液相超声和高能球磨技术,采用自上而下的手段,将块体或粉体材料进行纳米化,实现原子层厚度的二维微纳结构制备及其复合材料构建,并研究了其光电性质及光热性能。1.等离子体中具有丰富的活性粒子,在材料合成与改性中被广泛应用。本文提出一种基于等离子体气液技术的快速、大规模制备高质量少层黑磷烯材料的方法。该方法利用等离子体中大量的活性粒子使得溶剂分子分解,并在电场作用下对黑磷进行快速插层和剥离,所制备的黑磷烯可具有微米级横向尺寸且厚度小于10 nm可调,所制备的黑磷烯组装的宏观光电探测器在紫外-可见光-近红外区域具有良好的光电响应。和传统的液相剥离方法相比,等离子体气液技术剥离方法因其快速量产大尺寸均一厚度的少层黑磷烯而更加吸引人。并且这种等离子体-液相系统价格相对低廉,适合大规模生产。2.考虑到二维材料家族的庞大性,本文深入研究了等离子体-液相剥离技术在其他二维材料剥离中的应用。在本文中介绍了一种插层剂辅助的等离子体-液相剥离技术（IA-PLT）,该技术是一种可以快速、高收率剥离出高质量二维材料的高效液相剥离方法。使用Li Cl插层剂的IA-PLT能够快速剥离石墨纸,制备的石墨烯具有非常小的D峰/G峰强度比（0.02）和大的C/O比（31.5）。此外,该方法还可以推广到生产少层高质量的2H-Mo S2,在剥离制备过程中无中间产物生成,且不会发生相变,有利于研究其本征性质。总的来说,基于等离子体诱导的特殊的等离子体-液相界面反应,IA-PLT有很多优势,如可以选择多种安全的金属离子作为插层剂,且插层剂几乎没有残留,高质量（少缺陷）产物,快速膨胀、高产率以及出色的可控性和可拓展性。3.基于传统超声空化剥离技术,结合黑磷的化学活性,实现了二维黑磷纳米片的同步剥离和修饰,并将其与经典的相变材料相结合,设计了黑磷纳米片、相变材料同为芯材的新型相变储能微胶囊材料。我们在液相超声过程中通过同步共价修饰聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）制备了PMMA修饰的黑磷纳米片（m BPs）,提升了其在油相中的分散性。黑磷与PMMA的共价修饰使得可以通过简单的乳化蒸发法将m BPs和二十烷利用PMMA进行封装,形成微胶囊结构（MPCM）。微胶囊化的二十烷和m BPs（m BPs-MPCM）复合材料具有超过180 k Jkg-1的高潜热值,较好的热稳定性,同时表现出优异的光热特性,如加热速率大、快速相变等。其太阳能存储速率是表面修饰m BPs的MPCM复合材料的三倍。4.改进了传统的高能球磨工艺,利用红磷在球磨中缓冲保护、助磨、反应三重作用,结合硝酸氧化法高效制备了磷酸化小石墨烯（s PG）,剥离效率可达100%,该石墨烯厚度均一（1-3 nm）,横向尺寸数十纳米,受益于红磷的保护,s PG面内少缺陷,边缘部分被磷酸基团填补,具有极佳的水分散性,在808nm处具有大消光系数13.9 Lg-1cm-1以及高的光热转换效率64.3%。该方法无需使用强氧化剂、浓硫酸等,副产物易回收利用,具有较大的工业化前景。
刘星慧[4]（2021）在《等离子体表面处理对光催化材料性能的影响》文中进行了进一步梳理能源作为社会发展的基石和动力,不断革新着人类社会的生产生活方式。目前,全球能源发展逐渐呈现出多元化、低碳化、智能化等特点。据预测,至2030年左右,化石能源在全球能源消费结构中达到顶峰,同时新型能源,如风能、太阳能、地热能、现代生物质能的占比将不断增加。在众多新能源中,太阳能因其取之不尽、用之不竭的特点,成为最基础、最重要的能源。光催化技术是一种目前较为有效的利用太阳能的手段,其原理是光催化剂在紫外以及可见光照射下,将光能转化为化学能,并伴随着氧化还原反应的过程。其中TiO2因其优异的物理化学性质、安全无毒等优点,成为备受瞩目的研究对象。由于TiO2的带隙较宽（3.2 e V）,只能对紫外光进行响应,所以在实际应用中颇受限制。因此,进一步提高TiO2的性能一直是光催化领域的研究热点之一。本文主要以不同气体的DBD放电产生的等离子体为改性方法,对单元以及二元复合TiO2纳米材料进行处理,并对其机理进行研究。具体研究内容如下所示:1.采用水热法制备出了锐钛矿TiO2纳米片,并用氮等离子体对其进行表面处理,探究在不同外加电压以及处理时间下的TiO2光催化性能。结果表明,随着处理时间的增加,TiO2光催化性能逐渐增强。当外加电压为16 k V,处理时间为2h时,TiO2光催化性能最佳,是未处理前的14.85倍。2.在氮等离子体处理TiO2的研究基础上,进行了不同处理气体（O2,He）的研究。结果表明,在最佳处理条件下,氧气以及氦气等离子体处理的TiO2光催化性能分别是未处理前的6.7倍和9.4倍。3.在优化纯TiO2光催化性能的基础上,通过浸渍法制备了TiO2/CuO复合材料。通过改变CuO的占比,探究TiO2/CuO复合材料的光催化性能。发现随着CuO的含量的减少,复合材料光催化性能逐渐增强。当CuO掺杂浓度为1%时,其光催化性能最强。4.在优化TiO2/CuO复合材料光催化性能的基础上,利用氮等离子体对其进行表面处理。发现处理后,TiO2/CuO复合材料颜色发生改变,吸光度增强,但是复合材料的光催化产氢速率却降低了。通过XPS谱发现,等离子体处理后,有Cu单质生成,造成这一现象的原因可能是等离子体中大量的电子将CuO还原成单质Cu,破坏了TiO2/CuO复合材料中的p-n异质结,使电子-空穴对复合加快;并且CuO的高吸光性消耗了部分光子,使得等离子处理后的TiO2失去了光吸收的优势。
石颖,胡广剑,吴敏杰,李峰[5]（2021）在《低温等离子体在锂离子电池材料中的应用》文中研究表明综合评述了低温等离子体技术的基本原理、常用方法及其在锂离子电池材料领域中的研究进展,重点评述了等离子体技术在锂离子电池正极、负极、隔膜及固态电解质等重要组分中的材料制备与表面改性方面的主要研究结果和应用优势,并对其所面临的挑战和未来的应用方向进行了展望.
王俊儒[6]（2021）在《真空技术在托卡马克杂质控制与粒子清除相关的应用研究》文中指出托卡马克磁约束聚变装置中,真空技术的应用和发展为托卡马克各级真空室提供良好的真空环境及壁条件,满足等离子体放电与装置高效运行的需求。本论文围绕托卡马克真空技术的发展与应用,针对壁处理过程中氘粒子清除率测量,以及杂质粒子清除等托卡马克真空运行中的关键问题,开展了相互关联而深入的研究,取得了下列的研究成果。在托卡马克装置真空技术发展方面,利用SRS-RGA200质谱计在40 eV和70 eV两个电离能对氘氦电离几率不同的特性,实现在总压10-6～10-2 Pa范围内,对氘气含量1～100%的氘氦混合气体的进行区分和分压测量。新发展的质谱分辨技术成功应用于氦辉光放电清洗期间的氘清除率测量,获得了 4-12 A清洗电流下的氘清除率数据。该实验研究为托卡马克提供了一种适用于中真空到超高真空气压范围、经济高效的真空测量技术。在真空壁处理控制等离子体杂质方面,针对EAST装置真空泄漏后真空条件快速恢复问题,开展了真空表面清洗和表面涂层对粒子清除效果和杂质控制的实验研究。研究表明,通过高温烘烤和放电清洗累积清除壁上的水和氢杂质分别为39.9克和28.2克,使装置的本底真空达到3.0× 10-6 Pa。经过3天约1700秒等离子体锻炼和锂化涂层处理有效地缓解了等离子体与壁相互作用,氢氘比也被控制在0.2,稳定的等离子体放电脉冲也得以重新建立。同时,装置内引起钨溅射的碳杂质含量减少约80%,等离子体中钨含量降低了约60%,达到了从源头控制钨溅射的效果。实验结果表明了强有力的真空壁处理能够实现泄漏后等离子体放电快速恢复。该研究也加深了锂化涂层对杂质控制机制的理解,进一步证实了锂化对杂质控制的效果。最后,集成应用真空技术研制了一套能够与EAST并行交叉实验的溅射平台。利用真空抽气技术、真空测量技术、真空表面处理和真空涂层技术研制了该装置的等离子体源、诊断系统、抽气系统、壁处理系统和磁体等关键模块。该装置的运行实验结果表明,材料溅射实验平台具有参数调节灵活等优点,拥有10-5 Pa超高真空环境和0.63 T稳态强磁场的运行能力,等离子体密度1018～1020 m-3、电子温度1～10 eV,可以为聚变堆材料性能研究和发展高效真空壁处理技术提供科学研究平台。综上所述,真空粒子清除、真空测量、真空表面处理和真空涂层等先进真空技术在托卡马克杂质控制与清除研究中进行了有效的应用。本论文发展了燃料粒子清除、氘清除率测量的托卡马克真空技术,阐明了真空壁处理控制EAST装置杂质源的机制,为提高EAST托卡马克高参数、长脉冲等离子体的运行能力提供科学手段。
颜雪梅[7]（2021）在《氟掺杂富氮碳基纳米纤维的制备及电化学性能研究》文中提出人民日益增长的能源需求和地球上分布不均匀且有限的化石燃料资源之间的矛盾日益突出,因此开发新的储能装置迫在眉睫。锂离子电池（LIBs）由于寿命长,比能量密度高,自放电率低和无记忆效应等优势已被用于各种应用中。然而,锂资源分布不均和可预见的价格上涨促使研究人员寻找新的储能对象。作为LIBs的低成本替代品,钠离子电池（NIBs）由于其与LIBs相似的电化学性能,钠地壳丰度高、成本低而备受关注。然而,它们的开发仍然面临诸如循环稳定性差、倍率性能差等挑战。此外,在传统的电极中,粘合剂通常用于将单一活性材料与导电添加剂结合在一起,粘合剂通常是电化学惰性和绝缘的,从而降低了电池的总能量密度并导致较差的循环稳定性。因此,就提高电子电导率和电化学反应的可逆性而言,无粘合剂/柔性电极为高性能NIBs提供了巨大的机会。静电纺丝是制备具有大表面积和可控形态的柔性纳米纤维的有效方法。在这项工作中,我们首先通过静电纺丝制备富氮碳纳米纤维（NCNFs）,这可以提高碳材料的电导率并创建更多的活性位点,从而增加储钠能力。然后,利用等离子体氟化处理NCNFs得到具有丰富C-F半离子键的富氮碳纳米纤维（PFNCNFs）,其中,C-F半离子键可以加速NCNFs中电子和离子的转移速率,提高NCNFs的长循环稳定性。在单轴纺得到NCNFs纳米材料研究的基础上,我们利用同轴纺将Sn Ox纳米颗粒嵌入NCNFs中得到碳包覆非晶相Sn Ox纳米纤维（Sn Ox@C）,碳纳米纤维作为外壳以缓冲合金纳米颗粒的体积变化,同时提供良好的导电性。最后,通过等离子体氟化处理Sn Ox@C得到具有C-F半离子键的Sn Ox@C的纳米纤维（PF-Sn Ox@C）。本文仔细研究了NCNFs,Sn Ox@C和PF-Sn Ox@C复合材料的形貌,电化学性能和反应机理。通过各种表征手段发现,用于NIBs的等离子体处理的柔性碳纳米纤维负极材料具有超稳定的长循环性能和良好的速率性能。因此,这项工作表明等离子体处理电纺纳米纤维在合成NIBs负极材料方面具有巨大潜力。
赵颖[8]（2020）在《常压非平衡等离子体制备石墨烯基复合材料及其电化学性能研究》文中研究表明石墨烯材料具有特殊结构和优异性能,已经在各个领域得到了深入地研究,而石墨烯材料所独有的超大的理论表面积以及高导电性的电学特性,使其成为获得高效储能材料的优选载体。非平衡（低温）等离子体具有高分布的活性粒子,可以降低物质的活化能,缩短反应时间,并且可以通过结构的改善,控制能流方向,获得较大能流密度,各种气体均可以作为等离子体的气源,在反应中可以用于氧化、还原、激发和掺杂。介质阻挡放电（DBD）等离子体射流可以在大气压下产生,可以根据反应类型选择放电气体,而DBD等离子体射流的产生装置的结构形式多样,可以根据需求实现放电区与工作区的分离,并且易于操作,反应迅速。本文以单电极DBD结构为基础,设计了一套等离子体射流引发装置,以氢气和氩气为工作气体,获得具有高还原性质的氢等离子体射流（APPJ-H）,在还原金属离子和氧化石墨烯的反应中,表现出了极其高效的优势,以此为基础,制备RGO以及石墨烯改性材料,并研究这些材料的电学性能;以氧气和氩气为工作气体进行液相反应,获得具有高氧化还原电位的活性成分的氧等离子体射流（APPJ-O）,实现苯胺的原位氧化聚合反应,获得具有较高比电容值的PANI与石墨烯的复合材料。（1）利用APPJ-H还原氧化石墨烯,发现该反应迅速（<120s）,可以获得单层或少层的还原氧化石墨烯,该材料的比表面积为145 m2·g-1,在电容性能测试中表现出了典型的双电层电容特性。当电流密度为0.2 A·g-1时,获得了最大的比电容值约为85.4 F·g-1,能量密度达到11.82 Wh·kg-1,并在此电流密度下循环1000次后,比电容衰减29.03%,表明石墨烯电极材料具有一定的稳定性,但仍需要提高。利用大气压等离子体射流装置制备了 N掺杂石墨烯和N、S共掺杂石墨烯材料,通过透射电镜分析、Raman光谱分析、红外光谱分析等手段,对获得的石墨烯材料进行形貌和结构表征,并测试其超级电容性能,当电流密度为0.2 A·g-1时,NG和NSG的比电容值分别达到了 118 F·g-1和350 F·g-1。（2）采用APPJ-O原位聚合制备PANI/GO复合材料,经FTIR、Raman光谱和TEM表征和分析,说明苯胺在GO表面原位聚合,并有一定数量的聚苯胺颗粒较为均匀的与GO结合,并且PANI包覆在GO上的数量与反应底物苯胺的投料量有一定关系。结果表明,具有更高PANI占比的P3G1的电容性能更好,显现出了赝电容的一些特性,在电流密度为0.2 A·g-1时,比电容值可达196.4 F·g-1,并且电荷传递电阻比较小。本方法有望进一步提高PANI的包覆量,应该会使复合材料的电容性能得到提升,需要开展更进一步的工作。（3）APPJ可以有效地对溶液中的Pt离子进行还原,形成一种纳米分散液,其还原产物主要以零价Pt为主,处理时长会对纳米颗粒的粒径有一定的影响;当反应体系中加入二元金属Co之后,发生还原反应后得到一种壳核结构的类球状的PtCo合金纳米颗粒,其中Pt元素主要以Pt0和Pt2+两种形式存在,Co元素以金属氧化物的形式存在于合金粒子之中。采用APPJ法制备Pt/RGO和Pt-Co/RGO（ωPt约10%）,Pt以Pt0为主要存在形式,但也存在少量的Pt2+和Pt4+,在Pt-Co/RGO中以Co2O3、Co（OH）2和Co3O4等氧化态存在,形成壳核结构的类球状纳米颗粒,在N2饱和0.5 mol·L-1 H2SO4和1.0 mol·L-1 CH3OH的电解质溶液中进行CV测试,PtCo/RGO催化剂的阳极峰电流值达到507 mA·mg-1。
解玉栋[9]（2020）在《标记钨块在托卡马克装置中的刻蚀及氢同位素滞留研究》文中研究指明钨因其优良的材料性能成为最具潜力的第一壁材料。托卡马克装置运行过程中,第一壁材料溅射出的杂质钨原子会进入刮削层甚至中心等离子体,导致功率损耗甚至等离子体破裂,影响装置的稳态运行;钨会再沉积到第一壁壁材料表面,形成刻蚀-再沉积循环,影响材料表面形貌和滞留性能。同时滞留在再沉积层/壁材料中的氢同位素会影响等离子体密度控制和燃料燃烧效率,而具有放射性的氚也会影响装置的核安全。本文基于离子束注入深度标记物技术,利用中国国家大科学装置东方超环EAST上搭载的材料与等离子体分析平台（Material And Plasma Evaluation System,MAPES）和韩国国家聚变实验装置KSTAR上的偏滤器材料实验平台开展辐照实验。通过国际合作,利用多种分析手段对辐照后的标记钨材料进行表征,定量研究轧制钨刻蚀行为,以及氢同位素在钨中滞留行为。首先,在EAST上研究钨材料辐照性能变化。电火花切割表面更容易沉积装置内的杂质元素,材料表面沉积了装置内的钼、铜、碳等元素。随着辐照时间的延长,氘滞留量增加,所有样品第一条脱附峰温度略高于辐照基底温度,并且发现一条温度为1070K的高温脱附峰。短时间累积辐照,氘在钨材料表面与次表面的滞留浓度相差很小,相比于前者,长时间辐照的样品表面氘滞留浓度增加,而次表面浓度减少。由于MAPES装置辐照位置限制,不能够引起表面足够的形貌变化和刻蚀厚度变化。该研究可为钨材料在托卡马克装置中的应用提供经验。其次,在KSTAR装置上开展了材料辐照实验。辐照后材料表面沿着晶界出现裂缝,相比于轧制方向与被辐照表面垂直样品,平行样品表面产生裂缝更宽,并且溅射损失表层厚度更大;不同样品表面出现不同尺寸的起泡,并观察到氢泡破裂遗留的凹坑,材料表面沉积了来自装置内部与样品座的碳、铁、镍、钼等元素;所有样品均出现两条不同含量比例的高温脱附峰,第一条温度为880K,第二条温度为1040K,氘大量滞留在材料的次表层,而在更深层固体中滞留量很少。本研究验证了离子束注入标记物技术在托卡马克环境下研究钨材料刻蚀行为的实用性,为未来聚变装置中钨材料的研究和分析提供了经验与参考。
崔嘉琦[10]（2020）在《等离子体协同石墨烯/二氧化钛降解水中苯酚的研究》文中研究说明苯酚是化学工业排出的废水中最常见的有机污染物之一,由于其高毒性、持久性和生物难降解性,苯酚废水排入水体会对水生环境和人类健康造成重大危害。现有的废水处理方法包括吸附、混凝和生物降解等无法高效的从水中去除苯酚,并容易造成二次污染。因此,有必要探究新方法高效去除水环境中的苯酚。近年来,介质阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge,DBD）等离子体技术由于其易于操作、效率高并且无二次污染等优点已被广泛用于废水处理。然而,DBD等离子体放电产生的高能电子、活性物种及紫外光等不能被充分利用,降低了系统的能量产率。因此,为了充分利用DBD等离子体放电产生的能量,实现对废水中有机污染物的高效降解,本文选用DBD等离子体技术结合石墨烯/二氧化钛（Reduced Graphene Oxide-Titanium dioxide,RGO-TiO2）复合光催化剂协同降解目标污染物苯酚。具体研究内容如下:（1）RGO-TiO2复合光催化材料的制备及表征。采用溶胶-凝胶法制备出不同掺杂比的石墨烯/二氧化钛复合材料（0wt%,1wt%,5wt%,10wt%）,并对所制备的复合光催化材料进行X射线衍射（X-ray Diffraction,XRD）、扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）、傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared spectroscopy,FTIR）、拉曼光谱（Raman spectroscopy,Raman）、紫外漫反射（Diffuse Reflection Spectrum,DRS）以及光致发光光谱（Photoluminescence spectroscopy,PL）等表征分析。根据表征分析结果以及不同掺杂比复合材料对苯酚溶液的降解效果,得到RGO-TiO2复合光催化材料的最佳掺杂比为5wt%。（2）反应条件对协同体系降解苯酚的影响。利用DBD等离子体协同5wt%RGO-TiO2复合光催化材料对苯酚溶液进行处理,分别对输入电压、苯酚初始浓度、复合材料投加量以及溶液初始p H值等反应条件进行单一变量的实验研究。结果表明:在输入电压为90V、输入电流为0.5A的条件下,100mg/L的苯酚溶液经协同体系处理20min后,其降解率达到了94.7%;此外,在酸性和碱性条件下,协同体系对苯酚的降解效果均较原始溶液更好,碱性条件对苯酚降解效果的提升更加明显。（3）常见阴离子对协同体系降解苯酚的影响。通过添加不同浓度的Cl-、CO32-、SO42-和NO3-评估了阴离子对协同体系降解苯酚的影响。结果表明,向溶液中分别加入不同浓度的Cl-和SO42-均表现出低浓度抑制明显,高浓度抑制减弱的现象;然而,当加入10m M的CO32-时,协同体系16min可完全降解苯酚溶液;此外,加入不同浓度的NO3-对苯酚的降解效果没有明显的作用。（4）对比分析不同体系对苯酚的降解效果。将纯TiO2和RGO-TiO2-2复合材料分别加入到DBD等离子体中协同降解苯酚溶液在20min时的降解率可以达到81.5%和94.7%,较单独的DBD等离子体降解分别增加了4.3%和17.5%。同时,RGO-TiO2复合光催化材料与DBD等离子体具有较好的协同作用,DBD-RGO-TiO2体系降解苯酚的协同因子达到1.90,是DBD-TiO2体系的1.64倍。此外,所制备的5wt%RGO-TiO2复合光催化材料经过四次重复实验后,苯酚降解率依然可以达到89.5%。（5）协同降解过程中活性物种的作用研究。DBD-RGO-TiO2体系降解苯酚溶液20min后,溶液中添加10m M的DMSO、BQ和EDTA时,苯酚的降解率较未添加时分别下降了60.9%、41.8%和27.8%;然而,添加CCl4使苯酚降解率仅仅提升了4.2%,说明在DBD-RGO-TiO2体系降解苯酚的过程中,·OH、·O2-、h+自由基起到了重要的作用,而·H自由基的作用很小。同时,与单独DBD等离子体及DBD-TiO2体系相比,DBD-RGO-TiO2体系在降解苯酚过程中,·OH和H2O2的浓度明显升高,而O3的浓度降低,说明RGO-TiO2的加入促进了溶液中O3向·OH的转化。（6）苯酚降解路径及协同作用机理的提出。协同体系反应过程中,苯酚溶液p H值的下降速度要快于超纯水,说明苯酚分子可能被氧化降解形成有机酸;RGO-TiO2的加入改善了苯酚溶液的矿化效率,经过20min的处理,溶液中的TOC去除率可以达到43.0%;同时,通过紫外可见光（Ultraviolet-Visible,UV-Vis）吸收光谱和高分辨率液相色谱-质谱（High-Resolution Liquid Chromatography-Mass Spectrometry,HR-LC-MS）分析了协同降解过程中可能存在的苯酚中间产物,并提出三种可能的降解路径;最后,探究了DBD-RGO-TiO2体系降解苯酚的协同作用机理。
二、等离子体技术在材料中的应用（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、等离子体技术在材料中的应用（论文提纲范文）
（1）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 |
（3）黑磷等二维材料的制备及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二维材料的发展 |
| 1.2.1 二维材料简介 |
| 1.2.2 二维材料的分类 |
| 1.3 二维材料晶体制备技术 |
| 1.4 少层二维材料制备技术 |
| 1.4.1 自下而上技术 |
| 1.4.2 自上而下技术 |
| 1.5 等离子体技术在少层二维材料制备中的应用 |
| 1.5.1 等离子体技术简介 |
| 1.5.2 气相等离子体技术 |
| 1.5.3 等离子体气液技术 |
| 1.5.4 等离子体技术制备二维材料 |
| 1.6 少层二维材料的应用 |
| 1.6.1 光电传感 |
| 1.6.2 能源催化 |
| 1.6.3 生物医药 |
| 1.7 本论文主要内容 |
| 第2章 等离子体气液剥离技术大规模制备高质量黑磷烯 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 材料 |
| 2.2.2 等离子体气液技术剥离黑磷晶体方法 |
| 2.2.3 黑磷烯薄膜制备 |
| 2.2.4 表征设备 |
| 2.3 黑磷晶体制备 |
| 2.4 黑磷烯的制备及原理 |
| 2.5 黑磷烯的表征 |
| 2.6 黑磷烯薄膜光电性能 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 插层剂辅助的等离子体-液相剥离技术 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 材料 |
| 3.2.2 IA-PLT剥离石墨纸 |
| 3.2.3 IA-PLT剥离Mo S_2 |
| 3.2.4 IA-ET剥离对照实验 |
| 3.2.5 表征设备 |
| 3.3 石墨烯剥离和表征 |
| 3.4 剥离机理探究 |
| 3.5 二硫化钼剥离 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 黑磷基储能相变微胶囊 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 材料 |
| 4.2.2 合成PMMA修饰的黑磷纳米片(mBPs) |
| 4.2.3 制备二十烷微胶囊(MPCM复合材料) |
| 4.2.4 制备二十烷、mBPs共为芯材的微胶囊(mBPs-MPCM复合材料) |
| 4.2.5 制备表面修饰mBPs的 MPCM复合材料 |
| 4.2.6 表征设备 |
| 4.3 同步制备和修饰黑磷纳米片 |
| 4.4 黑磷与相变材料共为芯材微胶囊结构制备 |
| 4.5 微胶囊结构储能性能研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 大规模制备磷酸化小石墨烯 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 材料 |
| 5.2.2 制备磷酸化小石墨烯 |
| 5.2.3 表征设备 |
| 5.3 磷酸化小石墨烯制备与表征 |
| 5.4 磷酸化小石墨烯光热性能研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 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 |
（4）等离子体表面处理对光催化材料性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 半导体光催化材料的研究意义 |
| 1.2 TiO_2光催化材料 |
| 1.2.1 TiO_2的结构与性质 |
| 1.2.2 影响TiO_2光催化性能的因素 |
| 1.3 提升TiO_2光催化性能的方法 |
| 1.3.1 TiO_2/Cu_xO复合材料 |
| 1.3.2 黑色TiO_2的产生方法 |
| 1.4 冷等离子体及其应用 |
| 1.4.1 冷等离子体 |
| 1.4.2 介质阻挡放电极其应用 |
| 1.4.3 等离子体表面改性 |
| 1.4.4 等离子体的还原作用 |
| 2 实验装置和实验方法 |
| 2.1 实验药品及仪器 |
| 2.1.1 实验仪器 |
| 2.1.2 实验药品 |
| 2.2 半导体光催化材料的制备 |
| 2.2.1 水热法制备TiO_2纳米片 |
| 2.2.2 浸渍法制备TiO_2/CuO复合材料 |
| 2.3 介质阻挡放电等离子体表面处理 |
| 2.4 材料表征 |
| 2.5 半导体材料光催化产氢表征 |
| 3 介质阻挡放电参数及发射光谱 |
| 3.1 介质阻挡放电参数及发射光谱采集电路 |
| 3.2 介质阻挡放电参数分析 |
| 3.2.1 电压和电流波形 |
| 3.2.2 放电功率 |
| 3.3 N_2发射光谱分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 等离子体表面处理对TiO_2光催化性能的影响 |
| 4.1 N_2等离子体表面处理时长对TiO_2光催化性能的影响 |
| 4.1.1 N_2等离子体不同时长处理的TiO_2的结构表征 |
| 4.1.2 N_2等离子体不同时长处理的TiO_2的形貌表征 |
| 4.1.3 N_2等离子体不同时长处理的TiO_2的光吸收性能 |
| 4.1.4 N_2等离子体不同时长处理的TiO_2的光催化产氢性能 |
| 4.2 N_2等离子体外加电压对TiO_2光催化性能的影响 |
| 4.2.1 N_2等离子体在不同外加电压下处理的TiO_2的结构表征 |
| 4.2.2 N_2等离子体在不同外加电压下处理的TiO_2的形貌表征 |
| 4.2.3 N_2等离子体在不同外加电压下处理的TiO_2的光吸收性能 |
| 4.2.4 N_2等离子体在不同外加电压下处理的TiO_2的光催化产氢性能 |
| 4.3 不同气氛等离子体对TiO_2光催化性能的影响 |
| 4.3.1 不同气氛等离子体处理的TiO_2的结构表征 |
| 4.3.2 不同气氛等离子体处理的TiO_2的形貌表征 |
| 4.3.3 不同气氛等离子体处理的TiO_2的光吸收性能 |
| 4.3.4 不同气氛等离子体处理的TiO_2的光催化产氢性能 |
| 4.4 等离子体处理前后TiO_2的XPS分析 |
| 4.5 缺陷模型的建立 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 等离子体表面处理对TiO_2/CuO复合材料光催化性能的影响 |
| 5.1 CuO掺杂比例对复合材料光催化性能的影响 |
| 5.1.1 不同掺杂比例的TiO_2/CuO的结构表征 |
| 5.1.2 不同掺杂比例的TiO_2/CuO的光吸收性能 |
| 5.1.3 不同掺杂比例的TiO_2/CuO的光催化产氢性能 |
| 5.2 N_2等离子体表面处理对复合材料光催化性能的影响 |
| 5.2.1 等离子体处理后TiO_2/CuO的结构表征 |
| 5.2.2 等离子体处理前后TiO_2/CuO的形貌表征 |
| 5.2.3 等离子体处理后TiO_2/CuO的光吸收性能 |
| 5.2.4 等离子体处理后TiO_2/CuO的光催化产氢性能 |
| 5.3 等离子体处理前后TiO_2/CuO的 XPS分析 |
| 5.4 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 |
（5）低温等离子体在锂离子电池材料中的应用（论文提纲范文）
| 1 等离子体技术基本原理 |
| 2 锂离子电池常用的低温等离子体技术 |
| 3 等离子体在锂离子电池材料制备中的应用 |
| 3.1 基于等离子体的正极材料制备 |
| 3.2 基于等离子体的负极材料制备 |
| 3.3 基于等离子体的聚合物隔膜制备 |
| 3.4 基于等离子体的固态电解质制备 |
| 4 等离子体在锂离子电池材料表面处理中的应用 |
| 4.1 表面包覆 |
| 4.2 表面刻蚀和掺杂 |
| 4.3 表面官能化改性 |
| 5 总结与展望 |
（6）真空技术在托卡马克杂质控制与粒子清除相关的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 热核聚变与托卡马克 |
| 1.2 托卡马克真空技术 |
| 1.3 托卡马克杂质问题 |
| 1.3.1 等离子体边界与偏滤器 |
| 1.3.2 等离子体与壁材料相互作用 |
| 1.3.3 等离子体中杂质的危害 |
| 1.4 本论文研究内容及结构 |
| 第2章 EAST托卡马克真空及相关诊断系统 |
| 2.1 EAST托卡马克 |
| 2.2 EAST真空室第一壁材料 |
| 2.3 EAST托卡马克真空系统 |
| 2.3.1 EAST真空抽气系统 |
| 2.3.2 EAST真空测量系统 |
| 2.3.3 EAST壁处理系统 |
| 2.3.3.1 高温烘烤壁处理 |
| 2.3.3.2 放电清洗壁处理 |
| 2.3.3.3 第一壁表面涂层 |
| 2.4 EAST边界粒子及杂质诊断 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 真空技术在氘清除率测量的研究 |
| 3.1 EAST氘清除率真空测量现状 |
| 3.2 新型高分辨率气体分析系统 |
| 3.2.1 系统设计与选型 |
| 3.2.2 系统离线标定实验 |
| 3.2.3 EAST氦放电的分压监测 |
| 3.3 先进氘氦分压真空质谱测量技术 |
| 3.3.1 实验准备 |
| 3.3.2 氘氦分压计算和标定结果 |
| 3.3.3 EAST氘清除率监测 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 真空壁处理在轻杂质控制的实验研究 |
| 4.1 托卡马克轻杂质来源 |
| 4.2 EAST真空泄漏后的壁条件恢复 |
| 4.2.1 真空泄漏及应急处理 |
| 4.2.2 真空恢复时杂质粒子清除率评估 |
| 4.2.3 常规放电对杂质粒子清除率 |
| 4.3 EAST真空泄漏后等离子体性能的恢复 |
| 4.3.1 等离子体脉冲长度变化 |
| 4.3.2 等离子体中杂质辐射演化 |
| 4.3.3 等离子体约束改善 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 真空壁处理对钨杂质源控制研究 |
| 5.1 材料溅射行为 |
| 5.2 EAST钨溅射杂质来源 |
| 5.3 真空壁处理对EAST钨溅射源控制研究 |
| 5.3.1 长期放电钨溅射监测 |
| 5.3.2 放电清洗控制钨溅射源 |
| 5.3.3 锂涂层抑制钨溅射行为 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 溅射实验平台上真空技术的集成应用 |
| 6.1 溅射实验平台研制背景 |
| 6.2 溅射实验平台总体设计 |
| 6.3 材料溅射实验平台硬件研制 |
| 6.3.1 等离子体源设计选型 |
| 6.3.2 真空系统设计 |
| 6.3.3 磁体系统设计 |
| 6.4 材料溅射实验平台运行实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（7）氟掺杂富氮碳基纳米纤维的制备及电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钠离子电池概述 |
| 1.2.1 钠离子电池的组成及工作原理 |
| 1.2.2 钠离子电池未来的发展 |
| 1.3 钠离子电池负极材料 |
| 1.3.1 碳基负极材料 |
| 1.3.1.1 石墨碳 |
| 1.3.1.2 非石墨碳 |
| 1.3.2 合金材料 |
| 1.3.3 锡氧化物 |
| 1.3.3.1 纳米化 |
| 1.3.2.2 与碳材料复合 |
| 1.3.4 负极材料小结 |
| 1.4 静电纺丝概述 |
| 1.4.1 单针头纺丝(单轴纺) |
| 1.4.2 双针头纺丝(同轴纺) |
| 1.4.3 静电纺丝技术在锂离子电池/钠离子电池方面的应用 |
| 1.5 等离子体概述 |
| 1.5.1 微波等离子体技术 |
| 1.5.2 微波等离子体改性 |
| 1.5.2.1 等离子体刻蚀 |
| 1.5.2.2 等离子体掺杂 |
| 1.5.3 等离子体技术在能源方面的应用 |
| 1.6 本课题的研究内容和意义 |
| 第二章 实验材料及测试原理 |
| 2.1 实验材料及试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 形貌表征 |
| 2.3.1 场发射电子扫描显微镜(FESEM) |
| 2.3.2 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.4 结构表征 |
| 2.4.1 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.4.2 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.4.3 拉曼光谱分析仪(Raman) |
| 2.4.4 氮气吸附脱附(BET法) |
| 2.4.5 热重分析(TA) |
| 2.5 复合材料的电化学性能表征 |
| 2.5.1 柔性电极片的制备 |
| 2.5.2 纽扣电池的组装 |
| 2.5.3 电化学性能测试 |
| 第三章 可调控C-F半离子键修饰富氮碳基纳米纤维及其储钠机制 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 PFNCNFs纳米纤维的制备 |
| 3.2.1 静电纺丝前驱体溶液的制备 |
| 3.2.2 NCNFs的制备 |
| 3.2.3 PFNCNFs的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 PFNCNFs复合材料的结构 |
| 3.3.2 PFNCNFs复合材料的电化学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 氟掺杂无定形SnO_x@C复合材料的制备及其电化学性能研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 PF-SnO_x@C纳米纤维复合材料制备 |
| 4.2.1 非晶相SnO_x@C的制备 |
| 4.2.2 PF-SnO_x@C的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 PF-SnO_x@C复合材料的形貌结构 |
| 4.3.2 PF-SnO_x@C复合材料的电化学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 今后工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（8）常压非平衡等离子体制备石墨烯基复合材料及其电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 石墨烯概述 |
| 1.2 氧化还原法制备石墨烯技术 |
| 1.2.1 石墨氧化技术 |
| 1.2.2 氧化石墨烯还原技术 |
| 1.3 改性石墨烯材料的研究 |
| 1.3.1 掺杂改性 |
| 1.3.2 功能化改性 |
| 1.4 石墨烯复合材料在电化学上的应用研究 |
| 1.4.1 超级电容器电极材料 |
| 1.4.2 燃料电池催化剂材料 |
| 1.5 等离子体技术在材料领域的应用研究 |
| 1.6 本课题研究思路及研究内容 |
| 第二章 试剂、仪器及测试表征方法 |
| 2.1 主要试剂和仪器 |
| 2.1.1 主要试剂 |
| 2.1.2 主要仪器 |
| 2.2 材料的形貌表征、结构分析及特性测试 |
| 2.2.1 扫描电子显微镜 |
| 2.2.2 透射电子显微镜 |
| 2.2.3 傅里叶变换红外光谱 |
| 2.2.4 激光拉曼光谱 |
| 2.2.5 X射线粉末衍射 |
| 2.2.6 X射线光电子能谱 |
| 2.3 电化学性能测试 |
| 2.3.1 电容性能研究 |
| 2.3.2 甲醇氧化催化性能测试 |
| 第三章 APPJ法制备RGO和改性石墨烯材料 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验装置及等离子体诊断 |
| 3.2.1 实验装置 |
| 3.2.2 等离子体诊断 |
| 3.3 大气压等离子体射流法制备还原氧化石墨烯 |
| 3.3.1 材料的制备 |
| 3.3.2 结果与讨论 |
| 3.4 制备N掺杂石墨烯和N、S共掺杂石墨烯 |
| 3.4.1 材料制备 |
| 3.4.2 结果与讨论 |
| 3.5 氧等离子体射原位聚合法制备PANI/GO复合材料 |
| 3.5.1 材料制备 |
| 3.5.2 结果与讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 等离子体法制备Pt基催化剂及其甲醇氧化性能研究 |
| 4.1 ME-ICP法制备PtCo/RGO催化剂 |
| 4.1.1 ME-ICP装置 |
| 4.1.2 材料制备 |
| 4.1.3 结果与讨论 |
| 4.2 APPJ法制备PtCo/RGO催化剂 |
| 4.2.1 材料制备 |
| 4.2.2 结果与讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（9）标记钨块在托卡马克装置中的刻蚀及氢同位素滞留研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 可控核聚变简述 |
| 1.2 托卡马克装置发展简介 |
| 1.3 聚变装置中等离子体与壁相互作用问题 |
| 1.4 第一壁材料的溅射及氢同位素滞留物理机制 |
| 1.4.1 溅射刻蚀物理机制 |
| 1.4.2 氢同位素在第一壁中的渗透与滞留 |
| 1.5 钨材料中不同来源缺陷对氢同位素滞留影响 |
| 1.6 本论文研究意义及内容组成 |
| 第2章 实验平台与实验方法 |
| 2.1 实验平台 |
| 2.1.1 全超导托卡马克实验装置东方超环 |
| 2.1.2 材料实验平台系统及维护改造 |
| 2.1.3 韩国超导托卡马克与材料实验平台 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 粒子束标记技术 |
| 2.2.3 扫描电子显微镜技术 |
| 2.2.4 表面电子能谱技术 |
| 2.2.5 X射线光电子能谱技术 |
| 2.2.6 热脱附谱技术 |
| 2.2.7 弹性反冲探测技术 |
| 2.2.8 核反应分析技术 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 钨材料在EAST装置上的辐照实验 |
| 3.1 EAST辐照实验过程 |
| 3.2 EAST辐照实验结果与分析 |
| 3.2.1 扫描电镜结果与分析 |
| 3.2.2 电子能谱结果与分析 |
| 3.2.3 X射线光电子能谱结果与分析 |
| 3.2.4 弹性反冲探测结果与分析 |
| 3.2.5 热脱附谱结果与分析 |
| 3.2.6 核反应分析结果与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 钨材料在KSTAR装置上的辐照实验 |
| 4.1 KSTAR辐照实验过程 |
| 4.2 KSTAR辐照实验结果与分析 |
| 4.2.1 扫描电镜和电子能谱结果与分析 |
| 4.2.2 热脱附谱和弹性反冲探测结果与分析 |
| 4.2.3 核反应分析结果与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 创新之处与前景展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他成果 |
（10）等离子体协同石墨烯/二氧化钛降解水中苯酚的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 苯酚废水的来源及危害 |
| 1.1.2 苯酚废水处理方法 |
| 1.2 等离子体技术 |
| 1.2.1 等离子体概述 |
| 1.2.2 介质阻挡放电等离子体技术 |
| 1.2.3 DBD等离子体技术在水处理领域的应用 |
| 1.3 二氧化钛光催化技术 |
| 1.3.1 二氧化钛的光催化机理 |
| 1.3.2 二氧化钛在水处理领域的应用 |
| 1.4 石墨烯/二氧化钛复合光催化技术 |
| 1.4.1 石墨烯简介 |
| 1.4.2 石墨烯/二氧化钛的制备方法 |
| 1.4.3 石墨烯/二氧化钛在水处理领域的研究进展 |
| 1.5 研究内容及技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第2章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.3 实验仪器 |
| 2.4 分析方法 |
| 2.4.1 苯酚浓度测定 |
| 2.4.2 能量产率测定 |
| 2.4.3 降解动力学分析 |
| 2.4.4 协同因子计算 |
| 2.4.5 总有机碳(TOC)测定 |
| 2.4.6 活性物种检测 |
| 2.4.7 反应产物分析 |
| 第3章 RGO-TiO_2复合材料的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料的制备 |
| 3.2.1 氧化石墨烯(GO)的制备 |
| 3.2.2 还原性氧化石墨烯(RGO)的制备 |
| 3.2.3 二氧化钛(TiO_2)的制备 |
| 3.2.4 石墨烯/二氧化钛(RGO-TiO_2)复合材料的制备 |
| 3.3 材料的表征分析方法 |
| 3.3.1 X射线衍射(XRD)表征方法 |
| 3.3.2 扫描电子显微镜(SEM)表征方法 |
| 3.3.3 傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征方法 |
| 3.3.4 共焦显微拉曼光谱(Raman)表征方法 |
| 3.3.5 紫外可见漫反射(DRS)表征方法 |
| 3.3.6 光致发光光谱(PL)表征方法 |
| 3.4 材料的表征结果分析 |
| 3.4.1 XRD表征结果分析 |
| 3.4.2 SEM表征结果分析 |
| 3.4.3 FTIR表征结果分析 |
| 3.4.4 Raman表征结果分析 |
| 3.4.5 DRS表征结果分析 |
| 3.4.6 PL表征结果分析 |
| 3.5 不同掺杂比的RGO-TiO_2对苯酚降解的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 协同体系降解水中苯酚的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 反应条件对协同体系降解苯酚的影响 |
| 4.2.1 输入电压对协同体系降解苯酚的影响 |
| 4.2.2 初始苯酚浓度对协同体系降解苯酚的影响 |
| 4.2.3 复合材料投加量对协同体系降解苯酚的影响 |
| 4.2.4 初始溶液pH对协同体系降解苯酚的影响 |
| 4.3 常见阴离子对协同体系降解苯酚的影响 |
| 4.3.1 氯离子对协同体系降解苯酚的影响 |
| 4.3.2 碳酸根离子对协同体系降解苯酚的影响 |
| 4.3.3 硫酸根离子对协同体系降解苯酚的影响 |
| 4.3.4 硝酸根离子对协同体系降解苯酚的影响 |
| 4.4 复合材料的重复利用实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 协同降解机理及苯酚降解路径的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同体系降解效果对比分析 |
| 5.2.1 降解率对比分析 |
| 5.2.2 降解动力学对比分析 |
| 5.2.3 协同作用强度 |
| 5.3 自由基捕获剂对苯酚降解的影响 |
| 5.3.1 不同浓度自由基捕获剂对协同体系降解苯酚的影响 |
| 5.3.2 自由基捕获剂对不同体系降解苯酚的影响 |
| 5.4 降解过程中溶解性活性物质的变化 |
| 5.4.1 降解过程中臭氧浓度变化 |
| 5.4.2 降解过程中羟基自由基含量变化 |
| 5.4.3 降解过程中过氧化氢浓度变化 |
| 5.5 降解过程中pH和TOC变化 |
| 5.5.1 降解过程中pH变化 |
| 5.5.2 降解过程中TOC变化 |
| 5.6 紫外可见(UV-Vis)吸收光谱分析 |
| 5.7 苯酚降解产物及降解路径分析 |
| 5.7.1 苯酚降解产物分析 |
| 5.7.2 苯酚降解路径分析 |
| 5.8 等离子体协同RGO-TiO_2降解苯酚作用机理 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
四、等离子体技术在材料中的应用（论文参考文献）
- [1]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)
- [2]微波技术在锂离子电池正极材料高效回收再利用中的研究进展[J]. 孙静,江镇宇,于冠群,贾平山,王文龙. 环境工程学报, 2021(07)
- [3]黑磷等二维材料的制备及其应用研究[D]. 黄浩. 中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院), 2021(01)
- [4]等离子体表面处理对光催化材料性能的影响[D]. 刘星慧. 大连理工大学, 2021(01)
- [5]低温等离子体在锂离子电池材料中的应用[J]. 石颖,胡广剑,吴敏杰,李峰. 高等学校化学学报, 2021(05)
- [6]真空技术在托卡马克杂质控制与粒子清除相关的应用研究[D]. 王俊儒. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [7]氟掺杂富氮碳基纳米纤维的制备及电化学性能研究[D]. 颜雪梅. 天津工业大学, 2021(01)
- [8]常压非平衡等离子体制备石墨烯基复合材料及其电化学性能研究[D]. 赵颖. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [9]标记钨块在托卡马克装置中的刻蚀及氢同位素滞留研究[D]. 解玉栋. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [10]等离子体协同石墨烯/二氧化钛降解水中苯酚的研究[D]. 崔嘉琦. 武汉理工大学, 2020(08)