一、HIGH RESOLUTION ELECTRON MICROSCOPY OF SOME TECHNOLOGICALLY IMPORTANT MATERIALS（论文文献综述）
马金元[1]（2020）在《铁电薄膜畴结构及畴动力学的透射电子显微学研究》文中提出铁电材料具有丰富的功能特性,包括铁电性、介电性、压电性、光电效应以及非线性光学效应等。这些特性使铁电材料可广泛应用于各种电子、光学以及机电设备,例如感应器、传感器、红外检测器以及微型马达等。特别是,铁电材料具有在外加电场下不同极化状态之间转换的能力,它可用于高密度非易失性存储器。为了满足器件小型化的发展趋势,铁电材料需要以薄膜形式应用于电子器件。在铁电薄膜中,畴结构以及畴在外场中的稳定性是影响铁电薄膜性能和应用前景的重要因素。本论文中,主要围绕PbTiO3薄膜体系,利用像差校正透射电子显微术对其进行了深入的研究分析。铁电薄膜的众多应用都需要调控畴结构来达到更好的性能,例如,铁电薄膜中的a1/a2畴适用于动态随机存取器中高介电电容元件。为了实现对畴组态的有效调控,有必要对畴组态的演变进行深入研究。利用脉冲激光沉积法在NdScO3（110）。衬底上生长一定厚度的PbTiO3铁电薄膜,通过控制降温速率以实现畴组态的调控进而提高薄膜的压电性能。结合XRD和选区电子衍射分析,发现薄膜畴结构以a畴为主,进一步利用TEM衍衬分析技术,发现薄膜中存在着规则分布的a1/a2畴组态,其分布特征随降温速率的改变在周期大小、分布取向以及形貌特征上呈现出明显的变化规律。利用先进的像差校正透射电子显微术在原子尺度上研究a1/a2畴的结构细节,发现降温速率低时,a1/a2畴宽度较大,畴壁处较窄且不带电;降温速率高时,a1/a2畴宽度较小,畴壁较宽且带电。PFM压电性能测试表明,降温速率高的薄膜有着良好的压电性能。基于这些实验结果,可以通过降温速率来调控铁电薄膜的畴结构和物理性能。该研究结果丰富了对铁电薄膜中畴结构调控的认识,为铁电薄膜畴组态可控制备和性能改善提供了方法。铁电材料在存储器件上的应用与畴组态的翻转相关,理解铁电畴的动态特性对于控制功能特性和开发新的应用至关重要。原位透射电子显微学是实时研究铁电相变细节的强大工具,目前已有实验报道通过原位电镜可以直接研究铁电薄膜在外电场或外力作用下畴的形核或翻转,但很少报道通过电子束辐照激发畴转变的相关实验。为此,这里在GdScO3（110）。衬底上生长一定厚度的PbTiO3和SrTiO3薄膜,利用TEM中的电子束作为辐照光源进行原位实时观察研究。发现薄膜中的a1/a2畴主要以两种方式转变为全闭合畴:一种是在a1/a2畴区域中通过形核、生长、扩张转变为全闭合畴;另一种是在a1/a2和全闭合畴共存区域,a1/a2畴通过“位错滑移”形式来完成转变,不同方式的转变取决于局部区域畴组态形貌特征。相场模拟结果表明这种畴转变是由于薄膜电荷积累引起相对介电常数改变,使得退极化能发生了改变。该研究对在外场激励下畴组态相关的稳定方法可应用于研究不同相之间可能的相变,并对实际应用中潜在的高压电性能铁电薄膜的设计提供一种新的思路。理论计算结果认为铁电薄膜中的a1a2畴由于不受退极化场的影响而没有临界厚度。为了对这一理论结果进行实验验证以及研究a1a2畴随薄膜厚度的演变规律,在NdScO3（110）。衬底上生长系列PbTiO3薄膜,并对薄膜中的畴组态进行了详细的研究。发现薄膜中均为a1a2畴组态,且畴的形成没有临界厚度,但形貌演变随着厚度的增加（2nm-5nm-8nm-20nm-30nm）而变化显着。畴壁分布取向从各向同性变为了各项异性,在转变过程中有两个不同的临界厚度范围:一个是由2nm时畴分布同时沿[110]和[110]方向（各向同性分布）转变为5nm、8nm时畴分布主要沿[110]方向（各向异性分布）;另一个是由8nm时畴分布主要沿[1T0]方向转变为20nm、30nm时畴分布主要沿[110]方向（各向异性中的择优方向发生改变）。利用先进的像差校正透射电子显微术对a1/a2畴及畴壁的极化分布进行细致的研究,发现较厚（20nm、30nm）薄膜中畴分布规则、畴壁明锐且宽度很小、畴内极化分布沿[100]或[010]方向;随着薄膜厚度的减小（从8nm、5nm到2nm）,畴宽度较小、密度增加、畴壁弥散、畴部分区域及畴壁极化方向发生了变化,由典型的四方相[100]转变为[100]与[110]取向共存,这预示着超薄薄膜中可能形成了不同于四方相的低对称相。在此基础上,提出了铁电薄膜厚度改变诱导出低对称相的观点。这为超薄薄膜中相共存及低对称相出现提供了重要的信息,为调控超薄铁电薄膜中畴组态提供了重要借鉴。
刘永超[2]（2019）在《基于生物质炭材料的制备及电化学性能研究》文中指出锂离子电池具有绿色无污染、高功率密度和长循环寿命等优点,广泛应用于手机、笔记本电脑、数码相机和电动汽车等产品。因为传统的商业石墨负极的低理论容量特性难以满足各种电子产品对于锂离子电池日益增长的高能量和高功率器件的要求,所以生物质因其具有的价格低廉、分布广范和环境友好等特点而作为炭材料前驱体具有非常大的优势前景。但是由于生物质具有多样性,所以需要独特的材料设计才能使生物质炭材料发挥出更有潜力的作用。本文中用到的炭材料的处理方式具体有:多种杂原子掺杂、构造纳米结构和与高容量的过渡金属材料复合等。本文的创新点在于以不同的生物质原料作为炭材料的前驱体,通过巧妙的处理方法来制备生物质炭材料及其复合材料。而且运用了多种测试手段对生物质炭材料及其复合材料进行形貌、结构和成分等多方面的表征和分析。本文重点研究了生物质炭材料作为锂离子电池负极时的电化学性能,探究了炭材料的成分、结构等因素对于电化学性能的影响。本文主要的研究内容及结论如下:（1）杂原子自掺杂的生物质炭材料的制备及电化学性能研究本章以富含杂原子的鸡蛋蛋清作为生物质炭材料的前驱体,通过简单的一步碳化法制备多种杂原子自掺杂的生物质炭材料（杂原子的掺杂既可以提高材料的电子传导性,也可以为电极材料带来丰富的活性位点）。本章重点探究了不同处理温度对生物质炭材料的多种杂原子（O,N和S）掺杂量及掺杂种类的影响,和电化学性能的影响。研究发现,在600 oC碳化得到的生物质炭材料具有最优异的锂离子存储性能。主要包括高的可逆容量(100 mA g-1下循环80圈保持567.5 mA h g-1)和优异的容量保持率（104.8%）。而且这个温度处理的生物质炭材料还具有出色的钠离子存储性能(在100mA g-1下可逆容量为226.8 mA h g-1)。（2）二维生物质多孔炭纳米片的制备及电化学性能研究本章以天然干丝瓜作为生物质炭材料的前驱体,在高温预碳化的基础上利用空气退火的剪切和剥离作用制备二维的生物质多孔炭纳米片,这种方式得到的多孔炭纳米片的表面积是未空气处理的20倍以上。此外,空气诱导活化过程中还引入了大量的含氧官能团,带来了一定量的赝电容贡献。研究结果表明,通过350 oC空气退火活化处理得到的生物质炭材料具有超高的比表面积和孔体积以及优异的分级多孔结构。这种方式处理的生物质炭材料不仅为离子和电子提供了大量的快速传输通道,提高了电荷转移效率,而且具有非凡的锂离子存储性能(100 mA g-1下循环100圈保持742.8 mA h g-1)和良好的容量保持率。（3）柔性生物质炭基MC/NiCo2O4复合材料的制备及电化学性能研究本章以植物纤维面膜作为生物质炭材料的前驱体,通过预氧化处理来提高面膜的稳定性,然后再高温碳化,探究碳化温度对柔性生物质炭材料（MC）的影响。随后以面膜衍生的柔性炭材料作为基底,水热及退火制备二维的钴酸镍纳米片,然后得到柔性MC/NiCo2O4复合材料。本章重点研究了水热时间对钴酸镍纳米片在生物质炭材料基底上形貌和分布的影响。结果表明水热时间为8小时,二维的钴酸镍纳米片生长的均匀且致密,形成了稳定的三维互通网络结构。此时的MC/NiCo2O4复合材料不仅具有良好的柔韧性,而且还具有优异的锂离子存储性能(在100 mA g-1下循环80圈保持1130 mA h g-1的可逆容量)。（4）柔性花状生物质炭基MC/MoS2复合材料的制备及电化学性能研究本章以碳化的植物纤维面膜作为柔性基底,通过水热生长二维的二硫化钼纳米片,制备柔性的MC/MoS2复合材料。重点研究了水热时间对二硫化钼纳米片的生长和分布情况的影响,以及二硫化钼在水热过程的相转变（1T到2H）。研究结果表明,水热时间为9小时的MC/MoS2复合材料具有良好的柔韧性且二硫化钼纳米片生长量最多且为1T/2H的复合相。该状态下的MC/MoS2复合材料在作为锂离子电池负极时具有优异的电化学性能(在100 mA g-1具有4.03 mA h cm-2的稳定可逆容量)。
沈重亨[3]（2017）在《锂离子电池高比容量层状金属氧化物的制备、性能与原位XRD研究》文中研究指明动力市场是碳排放的重灾区之一,寻找取代化石能源的可持续绿色储能体系是当今世界环保经济的一大驱动力。目前锂离子电池已占据了便携式电子设备市场,然而,现有锂离子电池无法满足高动力配置对于输出功率与续航能力的要求,因此,研发高性能正极材料十分必要。富锂锰基层状氧化物xLi2MnO3·（1-x）LiM02（M=Mn,Fe,Co,Ni,etal）与富镍层状氧化物 Li[Ni1-x-yCoxMny]O2（1-x-y≥0.5）因为在高电压（>4.50V,vs.Li/Li+）下能释放超过200mAh/g的比容量,因此能满足高比能量的需求。然而,在高电压状态下,富锂锰基层状氧化物不仅在首周放电后就损失了大量的不可逆容量,而且在随后的放电过程中还经历了“电压衰减”现象,直接导致了其能量密度的降低。富镍层状氧化物在电解液副反应的冲击下产生严重的容量衰减,并且界面稳定性受到破坏。这些缺陷极大地制约了它们的商业实际实用。近年来,大量的研究着眼于这两种材料的首周结构与动力学的变化,但涉及原位过程的不多,更少有两种技术结合的原位表征。本论文从探索机理的角度出发,着重于原位测试方案并结合细致的透射电镜观察,希望给予这些材料的失效退化一些新的见解,从而为材料的进一步改性提供一些指导意见:1)通过水溶蒸发法合成了富锂锰基层状氧化物。X射线衍射结果表明,Li1.23Ni0.09Co0.12Mn0.56O2正极材料具有明显的超晶格结构,其在截止电压2.00～4.80 V范围内,首周0.1C下能够释放250.8 mAh/g的放电比容量,同时首周不可逆容量为87.3 mAh/g。在81周后,该材料的容量保持率为86%,但它在长期循环过程中存在着明显的“电压衰减”。采用原位X射线衍射技术对该材料的第一周充放电过程进行细心的观察,结果显示在第一周充电至4.54 V时,材料中有一个新相（β-Mn02）形成。该新相在首周放电过程转变为层状的Li0.9MnO2结构,并在循环后期逐渐转化为类尖晶石型AB204结构,从而干扰母体结构的稳定性与有序性,AB2O4的形成使得Li1.23Ni0.09Co0.12Mn0.5602正极材料出现部分尖晶石相特征,表现在放电曲线的逐渐下沉。借助于慢速充电过程的原位XRD实验,首次观察到材料在充电过程中β-MnO2的形成,进一步验证了富锂锰基层状氧化物在首周高电压充电阶段Li2MnO3分解为MnO2的反应,同时β-MnO2后期转化为AB204尖晶石结构。该结果可为抑制“电压衰减”现象并提升循环性能提供指导性的建议。2)通过水溶蒸发法制备得到的Li1.22Ni0.10Co0.13Mn0.55O2正极材料,采用X射线衍射结合高分辨透射电子显微镜技术,验证了这种材料的固溶体组分——层状的α-NaFeO2型LiMO2（M=Ni,Co,Mn）与单斜晶系的Li2MnO3。我们利用一种原位组合技术,即原位X射线衍射与恒电位间歇滴定测试相结合的方法。该方法将结构演化与锂离子扩散动力学关联,首次对富锂锰基层状氧化物的首周不同电压状态进行研究。结合结构学参数与锂离子固相扩散系数的变化,我们可以看到在平台电压区域,锂离子的扩散动力严重不足,而此处也正是微结构中晶格变化较为严重的阶段,基于此,我们推测氧流失（Li2MnO3分解为Mn02的电荷补偿）、锂层中四面体空间的压缩以及镍离子的大量混排制约了锂离子的迁移能力。另外,根据镍离子在锂层中的混排程度结合锂离子固相扩散系数的变化,可以推测镍离子在晶格内部的价态以及占位会严重制约锂离子的传输过程。3)为了对富锂Li1.2Ni0.12Co0.15Mn0.53O2正极材料中微结构的转化提供一个更为深层的理解,我们把高分辨透射电子显微镜观测、X射线衍射表征与恒电流间歇滴定技术分别使用到材料的首次充电过程中。在对材料首次充电阶段不同状态的测试观察后发现,缺陷型立方尖晶石（defect spinel phase）基本上出现在晶格缺陷较为严重的区域,这一结果也得到了精修参数威廉森-霍尔型微观应力的佐证。在4.70V充电态下,经由颗粒边缘高分辨图像处理得到的反快速傅里叶转换图像示出在强力的挤压作用下晶面排列由03型结构向缺陷型尖晶石相的转变。而由锂离子与锰离子的四面体占位百分比以及相应状态下的锂离子扩散系数可以推断出在首周形成尖晶石相过程经历的两个重要中间结构:“锂-锰哑铃”构型与缺陷型尖晶石核单元。这部分实验结果,不仅揭示了尖晶石相与颗粒微观应力之间可能的内在联系,而且也提供一种可能抑制尖晶石构型形成的方法即加强对于材料颗粒表面边缘的保护。4)富镍型层状LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料可以在超过4.30 V电压下提供高达200mAh/g的放电比容量。然而,这种材料在高电压下出现了严重的容量衰减现象,为了研判这一退化的根本原因,我们建立了一种新型的三技术联用原位方法,即原位X射线衍射技术、恒电位间歇滴定技术与电化学交流阻抗谱学检测相结合的测试手段,对富镍型层状LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料的首次充放电过程进行了详尽的研究。实验结果表明,在充电至高电压后（>4.50 V）,LiNio.5Co0.2Mn0.3O2正极材料的颗粒表面与体相内都形成了立方的NiMn2O4结构,这是一种锂离子的钝化结构,严重阻碍了锂离子从晶格脱出到表面的扩散过程。根据第一性原理计算的结果,在阳离子迁移能垒方向上,这种尖晶石构型的形成在高电压与微观应力的帮助下能有效地得到促进。同时,经由高分辨透射电子显微镜观测到的颗粒表面的腐蚀孔洞、微裂纹、层错与位错一起增加了锂离子运输的困难程度,而高电压下界面膜阻抗的降低也说明了此时界面稳定性的严重降低。在50周循环后,颗粒出现小角度晶界分离,说明晶体缺陷程度的增加,这会继续影响锂离子的动力学性能,并转化为容量损失。而在首周体相中出现的正方LiOH相会破坏材料的化学稳定性,危害系统的pH平衡。这部分的实验运用三技术联用原位表征富镍型层状LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料的首次充放电过程的研究——结构变化、动力学以及界面稳定性。在详实的实验数据结合了态密度泛函理论计算的基础上,我们得以掌握材料内部微观结构转化的证据以及对于这种材料在高电压下容量衰减机理的新认识,这种新型的原位组合技术不仅可以允许我们从多维视角分析材料的电化学行为,也为后期抑制或者控制这种具有潜力的高电压层状材料的容量衰减提供深层理解与可能的实施方案。
王宏伟[4]（2014）在《冷冻电子显微学在结构生物学研究中的现状与展望》文中研究表明冷冻电子显微学近年来在电子显微镜的硬件设备及结构解析的软件算法等方面取得了多个重要的技术突破,正在成为结构生物学研究的重要技术手段,为越来越多的生物学研究者所重视.冷冻电子显微学的技术特点决定了它所具备的一些独特优势和发展方向,同时作为一个正在迅速发展的科学技术领域,需要多学科的交叉促进.本文主要介绍冷冻电子显微学的研究现状及面临的技术挑战,并提出未来可能实现结构生物学与细胞生物学不同尺度的研究在冷冻电子显微学技术上融合的新方法.
张奕志[5]（2020）在《原位透射电子显微镜四自由度纳米操纵系统研发》文中研究指明透射电子显微镜三维重构方法已经成为研究材料微观组织结构间交互作用等挑战性课题的重要工具,为了进一步推进三维重构方法的广泛应用,需要设计新的实验设备,突破其理论和实践瓶颈。本文工作中,作者自主研发了应用于透射电子显微镜的四自由度原位纳米操纵系统（简称为X-Nano系统）,设计并制造了微型压电纳米操纵器,实现三向平移及旋转自由度的稳定、精确操纵,从多个方面提高了三维重构的效率和质量。此外,XNano系统可以集成多种原位实验模块,以获得不同的原位实验功能。利用X-Nano系统可以将纳米操纵、动态观察与三维重构进行有机结合,实现基于透射电子显微镜的准四维（即三维空间和时间维度）微纳米力学表征实验,以实现对原位加载下微结构演化的三维动态表征,为后续针对强共价材料微纳米力学测试系统的开发以及变形机制的研究提供了新手段。我们利用X-Nano系统对单晶硅纳米柱样品进行了准四维微纳米力学表征实验,首次给出了硅样品中三维位错网络的准动态演化过程。X-Nano系统促进了力学与材料交叉领域的发展。浙江大学与燕山大学的两个团队合作,使用X-Nano系统作为准四维微纳米力学表征平台,在透射电子显微镜下对金刚石纳米针进行了原位弯曲实验。实验结果表明:金刚石纳米针的最大弹性拉伸应变对尺寸、晶向及表面粗糙度有很大的依赖关系。其中,在直径为60 nm的<100>取向的金刚石纳米针中,实现了高达13.4%的可回复拉伸应变和125 GPa的拉伸强度。该强度与经典的Griffith理论强度极限相当,是迄今为止文献报道的最高强度值。巨大的弹性应变可允许金刚石带隙的大范围调控,为将金刚石应用在微纳器件领域提供了新的可能。我们还实现了单晶金刚石微柱样品的透射电子显微镜原位单轴压缩。原位观察到了单晶金刚石室温下位错主导的塑性形变,解答了长久以来关于金刚石是否存在室温塑性的争议。通过对金刚石微纳柱体内产生的位错网络进行三维重构和原子分辨下的位错芯成像,发现在<111>和<110>取向压缩时普遍产生{100}面内的位错滑移,而在<100>方向压缩时却产生{111}面内的位错滑移。金刚石中位错产生对加载方向表现出很强的依赖关系。由于化学键的强共价性和各向异性,金刚石的位错行为与Cu、Au、Ag和Si等其它面心立方晶体完全不同,改变了有关面心立方晶体位错滑移的传统认知。X-Nano系统已经在新加坡南洋理工大学Suresh院士、香港城市大学吕坚院士等课题组获得应用。以上设备及研究为发展透射电镜三维重构方法做出了一定贡献,创新发展了三维微结构准动态演化实验方法。以上成果作为重要研究进展为中国自然科学基金委网站报道。
何艳[6]（2019）在《光催化辅助抛光碳化硅晶片工艺及机理研究》文中提出单晶碳化硅（4H-SiC）不仅具有宽禁带、高击穿场、高导热、高温度稳定性和低介电常数等优良的热、电子性能,而且具有与氮化镓相近的晶格常数和热膨胀系数等优越的特性,可广泛的应用在高温、高频、高功率以及抗辐射电子器件等领域。随着单晶碳化硅生产成本的降低,硅芯片可能被碳化硅取代,解决芯片材料自身性能的瓶颈问题,为电子业带来革命性的变革。然而,由于单晶碳化硅受到生长和切割机制的限制,其表面粗糙度和精度较差,无法满足上述领域对碳化硅表面超光滑、高精度和低损伤的质量要求。表面平坦化技术已经成为单晶碳化硅应用于高新技术领域所需的关键技术之一。单晶碳化硅的高硬度和化学惰性给目前常用的加工技术带来了诸多的挑战。机械抛光的材料去除机理为机械破碎去除,容易对碳化硅引入划痕和亚表面损伤等。基于化学和机械协同作用提出的化学机械抛光、催化剂刻蚀、电化学机械抛光和等离子体辅助抛光等抛光技术面临着材料去除率低、试剂易分解和抛光系统组成复杂等问题。为此,探索化学和机械协同作用下碳化硅的微观去除机理和相关新技术是实现碳化硅平坦化的关键。本课题以化学和机械协同作用去除碳化硅材料为出发点,从化学热力学、化学动力学和光催化氧化理论入手,提出全新的光催化辅助抛光单晶碳化硅的方法,实现单晶碳化硅高效、超精密、低损伤的抛光。（1）对碳化硅氧化反应进行化学热力学和化学动力学理论研究。应用Materials Studio和LAMMPS分子动力学模拟软件论证了碳化硅被常见氧化剂和羟基自由基·OH氧化的可行性,并计算了氧化速率;揭示了合理选择氧化剂、提高温度、增加表面能、引入机械作用等方式是加快碳化硅氧化速率的有效措施;在此基础上,提出了光催化辅助抛光单晶碳化硅的新工艺,机械作用引入的晶格畸变和羟基自由基·OH的强氧化性是碳化硅被氧化的驱动力,磨料的机械摩擦作用是实现氧化层材料去除的有力支撑。（2）研制高效稳定的光催化辅助抛光单晶碳化硅用抛光液。理论分析和试验研究表明,光催化剂的浓度为0.75g/L,过氧化氢浓度为0.66mol/L,电压为15V,pH值为3,分散剂为10wt%硅溶胶时抛光液的氧化性最强、稳定性最好。此外,紫外分光光度仪检测到二羟基苯甲酸捕获抛光液中羟基自由基·OH的生成产物。在此基础上,分析了抛光液对单晶碳化硅的静态腐蚀性和抛光效果,抛光液静态腐蚀后的碳化硅表面含有大量的凸起和麻坑,能谱分析检测出新的元素氧。奥林巴斯三维激光显微镜、原子力显微镜和X射线电子能谱仪分析表明抛光后的碳化硅表面平坦、光滑,0.353×0.265mm区域表面粗糙度Ra为0.348nm,抛光过程中碳化硅表面被氧化,表面含有Si-C、Si-C-O、Si-O和C-O等官能团。（3）搭建光催化辅助抛光碳化硅晶片的抛光装置和摩擦力的测量装置,研究光催化辅助抛光工艺。建立单颗磨粒的受力模型,理论分析与试验结果表明,材料去除率的试验值与基于单颗磨粒的受力模型的计算值相近,研磨工序达到的极限表面粗糙度Ra为8nm左右。在研究抛光工艺参数对摩擦力、材料去除率和表面质量的影响规律基础上,得出较佳的抛光工艺为:抛光压力为0.025MPa,抛光转速为60r/min,磨料为5wt%的SiO2,抛光垫为合成纤维聚合物抛光垫。采用优化的抛光工艺抛光碳化硅后,表面粗糙度Ra为0.218nm,材料去除率为1.18μm/h。（4）研究机械和化学的相互促进作用,揭示光催化辅助抛光碳化硅的材料去除机理。原子压痕试验表明抛光过程中碳化硅表面0～25nm深度的硬度有所降低。X射线光电子能谱和透射电子显微镜表征碳化硅表面组成成分和亚表面结构。结果表明,抛光后的碳化硅表面存在Si-C、Si-C-O、Si-O、Si4C4O4、C-O和C=O等多种形式的官能团。碳化硅的表层和亚表层的损伤较小,没有明显裂纹,非晶层厚度为几个纳米,氧化层厚度的极限值约为4～6nm。理论分析与试验研究表明,磨料的机械作用有利于化学反应,碳化硅表面化学反应生成的氧化层有利于机械去除,抛光过程中依靠化学和机械协同作用去除材料。光催化辅助抛光碳化硅的材料去除机理为:机械活化作用降低碳化硅原子间的结合能和反应活化能,抛光液中的羟基自由基·OH逐步氧化碳化硅晶片表面。机械划擦作用使碳化硅表面的氧化层去除,露出新的表面,保证化学反应的进行。
孔繁涛[7]（2020）在《新型碳基纳米功能材料的可控合成及其在能源转化与存储中的应用》文中研究指明随着新世纪能源危机与环境污染的不断加剧,迫使人类必须寻求清洁可再生的能源技术以期可持续发展。燃料电池、金属-空气电池等新能源装置能够将燃料的化学能直接转换为电能,具有能量密度高、环境污染少、成本低和灵活多用等优势,受到世人瞩目。然而,电极催化剂的成本效益,催化活性和耐用性仍不能适应大规模商业化的需求,开发能够满足实际需求的催化材料面临着巨大挑战。在众多已报道的催化材料中,碳基纳米材料由于资源丰富,导电性高,比表面积大,形貌多样,易于修饰等特点在能源转化和存储技术中显示出广泛的应用前景,格外引人关注。设计开发低成本和高性能的多功能碳基电催化剂对于推进清洁的新能源技术大规模应用具有极为重要的意义。为了提高碳基电极材料的多功能催化活性,科研工作者们付出了大量的努力,然而其催化性能与贵金属催化剂之间仍有差距,无法满足大规模商业化的需求。为此,我们以石墨烯和碳纳米管为基本结构单位,构筑了多级连通孔结构的碳基骨架,通过腐蚀剪裁,控制本征缺陷,掺杂耦合,微观设计调控等方式调节活性物种在碳材料表面的类型和分布,从而创造高活性中心,增加活性位的种类和密度,提高了非贵金属碳基电催化剂的多功能性能。具体的研究内容如下所述:1、以石墨烯纳米片和碳纳米管作为构筑模块,硼酸（H3BO3）作为剪接剂,采用水热-热解法制备了具有多种本征缺陷活性位的海绵状未掺杂碳纳米管-石墨烯复合物（D/G-CTs-n,n:热处理温度）。在D/G-CTs-1000中,碳纳米管与少层石墨烯之间的紧密接触或接合,构成了通道丰富、表面积大、导电性好的多级碳网络。所制备的D/G-CTs-1000作为氧还原（ORR）,氧析出（OER）和氢析出（HER）反应的三功能电催化剂,具有高效的催化活性和长期稳定性。其中,ORR催化性能优于商业Pt/C,OER活性与基准物IrO2相当,催化HER性能优于文献报道的其他同类催化剂。此外,以D/G-CTs-1000为空气阴极的锌-空气电池表现出高于先进Pt基电池的功率密度和循环稳定性。以D/G-CTs-1000为电极的水分解系统,具有过电位低,耐用性强等优势,其水电解性能是纯碳材料中最高的,并优于大多数非金属碳基材料。这项工作提出了一个生产具有高活性和长期耐用性的纯碳材料作为三功能电催化剂的有效途径,能够促进无金属电催化剂在可持续能源转换技术中的广泛应用。2、以石墨烯和碳纳米管为基本结构单元,利用水热-热解法构建了碳纳米管-石墨烯复合物,并以尿素作为氮源,采用简单、有效的合成策略,制备了具有多级网络结构的高密度吡啶-N掺杂的石墨烯/纳米管复合物（NGTB-n,n:热处理温度）。所采用的控制和操作可以显着增强多级孔碳骨架中石墨烯与碳纳米管之间的连接,并产生大量缺陷,从而影响碳基体的电子结构,有助于定向合成所需的吡啶-N物种。制备的NGTB-900在催化氧还原反应和能量存储方面表现出优异的性能。在碱性溶液中,制备的NGTB-900电催化剂具有高效的催化ORR活性(E1/2=0.89 V)和长期稳定性,优于标准Pt/C(E1/2=0.85 V)和文献报道的同类催化剂。此外,NGTB-900在1 A g-1的电流密度下提供了一个高的比电容458F g-1和3,000次循环后良好的电容保持率（94.6%）。使用NGTB-900作为阴极催化剂的液态锌空气电池（ZABs）具有高于贵金属基电池（Pt/C;Pt/C+IrO2）的开路电压（1.54 V）、功率密度(149 mW cm-2)和比容量(873 mA h gZn-1)以及优异的循环稳定性。该工作为利用丰富的低成本资源,构建具有多层次网络的高效多功能碳基材料,为可再生能源转换与存储技术的大规模发展提供了有效的策略。3、利用缺陷丰富的石墨烯和碳纳米管作为构筑模块,尿素作为N源,二苄基二硫作为S源,实现了多组分自组装合成S,N共掺杂石墨烯/纳米管复合材料（S,N-GCs-n,n:热处理温度）。该合成方法有利于增强石墨烯和碳纳米管的紧密连接,并利用本征缺陷独特的电子结构诱导高活性吡啶N和噻吩S物种的锚定。基于高的比表面积和孔隙率以及高密度的S/N活性中心,所制备的S,N-GCs-900电极材料在碱性介质中表现出优异的ORR活性,其ORR半波电位可达0.90 V,比商业Pt/C高50 mV,优于文献报道的其他非金属材料。此外,S,N-GCs-900在碱性电解液中还具有较高的比电容和电容保持率,在1 A g-1的电流密度下,S,N-GCs-900的电容量为276 F g-1,经过5,000次循环后电容保持率为95%。以S,N-GCs-900作为阴极催化剂的金属-空气电池,具有优于先进Pt基电池的开路电势（1.52 V）,功率密度(164 mW cm-2)和运行24 h后无明显变化的循环稳定性,显示出广阔的实用前景。4、通过水热和热处理两步法,将二维（2D）石墨烯纳米片和一维（1D）碳纳米管构建成具有3D开放通道的羊毛球状碳包埋NiCo双金属合金的纳米复合材料（NiCo@N-C-X,X:热处理温度）。所构建的石墨烯/纳米管网络显示出高度的三维开放通道和独特的微观结构,这不仅促进了质量和电子的传输,而且增加了活性中心密度。在碱性溶液中,NiCo@N–C-900催化的ORR显示出0.88 V的半波电位(E1/2),在10 mA cm-2的电流密度下显示出0.28 V的OER过电位（Eη）,优于基准Pt/C(E1/2=0.84 V)和IrO2（Eη=0.32 V）催化剂以及文献报导的最佳Ni-Co电催化剂(E1/2=0.87 V,Eη=0.31 V)。在酸性溶液中,NiCo@N-C-900的催化ORR活性与Pt/C相当,并且显着高于文献报道的所有Ni-Co电催化剂。使用NiCo@N-C-900作为空气电极的初级锌-空气电池具有比基于Pt/C电池更高的开路电势（OCP）,峰值功率密度和可充电性,潜在着很高的实用价值。5、通过水热-热解方法构建了由石墨烯/纳米管组装的,三维开放通道中镶嵌有耦合Co5.47N和Co3Fe7纳米颗粒的银耳状碳骨架材料(Co5.47N@Co3Fe7/N-C-X,X:热处理温度)。少层石墨烯与碳纳米管的相互缠绕和连接形成了一个具有分级多孔结构和多种活性中心的碳网络,其中Fe-Co、Co（Fe）-Nx和氮掺杂碳（N-C）等活性中心共存于Co5.47N@Co3Fe7/N-Cs,显示出优良的ORR,OER和HER三功能电催化性能。与文献报道的ORR电催化剂相比,Co5.47N@Co3Fe7/N-C-900具有最高的催化ORR活性和优良的OER和HER活性。基于Co5.47N@Co3Fe7/N-C-900组装的初级锌-空气电池比Pt/C基电池更具优势。此外,以Co5.47N@Co3Fe7/N-C-900为电极材料的水分解系统具有与贵金属Pt/C-IrO2混合物相当的催化水电解性能。与迄今为止文献报道的催化剂相比,Co5.47N@Co3Fe7/N-C-900是目前催化ORR,HER和OER活性最高的三功能电催化剂,展示出的商业市场前景极为宽广。总而言之,本论文工作中系统研究了高效多功能非贵金属催化剂的制备方法和所制备催化剂的组成、结构、形貌以及组分间的相互作用对催化和存储性能的影响及其内在关联,为设计合成廉价、稳定、高效的碳基多功能电催化剂提供了有益的基础理论和实验依据,进而有助于加快非贵金属碳基电极材料的商业化进程。
张巧玲[8]（2019）在《源于MOF的电化学催化剂的制备及其性能的研究》文中研究表明氧还原反应（ORR）、析氢反应（HER）和析氧反应（OER）是燃料电池和电解水等清洁能源转化过程中的核心反应,它们所使用的电催化剂的活性高低决定了动力学过程。目前使用的贵金属铂等催化剂虽然催化活性较高,但它们储量有限、价格昂贵,极大限制了其商业化应用。因此,研发成本较低、但同时仍具有满足实际应用需要的催化活性和稳定性的廉价催化剂来取代贵金属催化剂的使用,是目前上述新能源领域研究的重要课题。过渡金属化合物由于在导电性、稳定性等各项理化性质方面表现突出,加之价格低廉、合成简单,并且其中许多化合物都对氢和氧有较高的亲和力,因此是一类有潜力的催化剂材料。基于此,本论文制备了几种性能优良的源于MOF的过渡金属化合物电催化剂,并取得了一定进展。本文主要研究内容如下:（1）选用两种不同长度的配体一步合成了具有不同孔结构的两种NH2-MIL-Fe MOF,利用共混研磨和高温热解相结合的方法制备了在碱性和酸性介质中均具有优异催化活性的Fe3C掺杂的氮碳复合物（Fe3C@NC）;（2）以1,3,5-苯三甲酸为配体,通过调节金属盐的种类实现了对催化剂形貌的调控,优化后所形成的的碳纳米管结构提高了材料的导电性,所以所制备的Fe3C掺杂的氮碳纳米管的复合物（Fe3C@N-CNTs）在碱性和酸性介质中均具有优异的催化活性;（3）选择一种含氮的配体（2-氨基对苯二甲酸）通过水热方法制备了Fe-Ni MOF,通过调节所加金属盐的比例来实现对催化剂形貌和性能的调控,制备了具有纳米片结构的(NixFe1-x)2P/NC复合物,其具有良好的导电性以及稳定性,生成的纳米片结构有利于催化活性位点的暴露,表现出高效的全水裂解电催化性能。最后利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）和X射线衍射能谱（XRD）等技术对材料的形貌结构进行表征,再利用循环伏安（CV）、线性循环伏安（LSV）和计时电流稳定性（I-T）等电化学测试手段对材料的电催化活性,稳定性和抗甲醇性能进行表征。
李晓润[9]（2019）在《利用冷冻电镜技术解析富有挑战性的蛋白复合物原子分辨率结构》文中研究说明结构决定功能。结构解析是理解各种基本生命过程分子机制的重要途径。传统的结构解析方法如X射线晶体衍射学和核磁共振方法（NMR）已产生大量蛋白结构,极大丰富了我们对细胞中各种重要蛋白作用机制的理解。然而,由于需要对蛋白进行结晶,X射线晶体衍射学方法很难应用于不易体外表达或结晶的蛋白,尤其是一些重要的蛋白复合物和膜蛋白。核磁共振方法不但需要大量高纯度蛋白,而且只适用于小分子量蛋白。近年来随着技术进步,冷冻电镜方法逐渐成为蛋白原子分辨率结构解析的常规方法。冷冻电镜方法的优势是只需要极少量的蛋白样品,且对蛋白纯度要求不高。这里我展示冷冻电镜在解析富有挑战性的蛋白复合物结构中的两例成功应用。首先,我们使用冷冻电镜单颗粒技术解析CENP-LN复合物对CENP-A核小体特异性识别的分子机制。CENP-LN复合物对CENP-A核小体的识别是动粒组装过程的关键步骤,对有丝分裂中遗传物质的准确分离有重要影响。由于状态均一的CENP-LN/CENP-A核小体样品制备极其困难,研究人员未能通过X射线晶体衍射学方法获得该复合物高分辨结构。我们使用冷冻电镜单颗粒技术克服了样品组成及状态不均一问题,获得了整体分辨率5.8 A的CENP-LN/CENP-A核小体结构。我们发现CENP-N可以和CENP-A RG loop及核小体DNA相互作用从而特异性识别CENP-A核小体。我们进一步提出一种基于冷冻电镜成像的自下而上的结构蛋白组学方法,从含有多种内源蛋白复合物的样品中获得多个原子分辨率结构,以此来研究富有挑战性的生物系统。我们的方法直接从待研究的细胞匀浆（cellularmilieu）中富集多种内源蛋白,利用冷冻电镜单颗粒分析方法从头（ab initio）重构出多个近原子分辨率电镜结构,并完成蛋白序列鉴别、原子模型搭建。我们新开发的程序cryoID可从成千上万个候选序列中高效鉴别未知的冷冻电镜结构蛋白序列。我们将此方法应用于恶性疟原虫（malariaparasite Plasmoaium falciparum）并获得了对疟原虫在红细胞中存活有重要作用的多个蛋白复合物近原子分辨率结构,从而证明了该方法有效性。我们的结果表明,冷冻电镜单颗粒技术适于研究对传统方法构成极大挑战的蛋白复合物或生物系统。
曾丽珍[10]（2019）在《基于微纳米材料的高性能微生物燃料电池阳极材料的研究》文中研究指明环境污染和能源紧缺是当今世界面临的两大危机。微生物燃料电池（Microbial fuel cell,MFC）是利用产电微生物将有机污染物中的化学能直接转化为电能的装置,在废水净化的同时实现能量回收,作为一种理想的绿色清洁能源技术已成为国内外科学家的研究热点。一直以来,功率问题是制约MFC实际应用的瓶颈。究其原因,主要是由于阳极表面微生物的附着量较少以及微生物与电极之间的电子传递过程缓慢限制了MFC的电流产生和功率输出。阳极作为产电微生物附着的载体,不仅影响了产电微生物的电活性生物膜形成,同时还影响了电子从微生物向阳极的传递速率,对提高MFC产电性能有着至关重要的影响。寻找和开发兼具高性能和生物相容性好,且成本低的阳极材料,并应用于MFC阳极来提高MFC的产电性能,必将进一步推动MFC的实际应用。为提高MFC的产电性能,本论文制备了基于微纳米材料修饰,不同表面形貌的阳极材料,详细研究了材料表面形貌、物理化学特性和电化学活性对MFC产电性能的影响。本论文的主要研究内容和结论如下:（1）通过简单的两步法——“原位聚合+碳化处理”方法,以廉价的普通废旧棉纺织物作为原材料,制备了一种新型的宏观大孔,生物相容性好,导电性能好,成本低廉的高性能MFC阳极——氮掺杂碳纳米颗粒修饰碳化棉织物电极（NC@CCT）。由于开放的宏观大孔棉织物结构和N掺杂的碳纳米颗粒涂层,新型NC@CCT电极为微生物细胞生长附着提供了较大的比表面积,并增强了电极的生物催化活性和生物相容性,因此增加了微生物的负载量并促进电极和微生物之间的胞外电子传递（Extracellular electron transfer,EET）。电池性能结果表明,在相同的条件下,基于NC@CCT阳极的MFC的最大功率密度为931±61 mW m-2,比商业的碳毡阳极的最大功率密度提高了 80.5%。碳化普通废旧棉纺织物作为电极材料引入了一种低成本和有前景的方法来开发棉基材料。同时,废旧棉纺织物可作为电极的原材料进行回收利用,既可以节约资源,又可以减少环境污染问题。（2）通过简单的两步法——“浸渍和碳化处理”方法,制备了一种新型宏观大孔高电化学活性的碳化钼纳米颗粒修饰碳化棉织物负载复合电极（Mo2C/CCT）,并应用于MFC的阳极材料。形貌及物化表征结果表明,制备的样品成功地负载了 Mo2C纳米颗粒并提供了较大的比表面积（832.17m2g-1）。在相同的条件下,基于Mo2C/CCT阳极的MFC最大功率密度达到1.12 W m-2,比CCT和商用碳毡阳极高出51%和116%。高功率密度归因于棉织物的开放大孔结构以及Mo2C纳米涂层的高电导率和优异的电化学活性。本研究提供了一种制备MFC高性能阳极的简易可行方法。（3）通过简单的微乳液共沉淀反应和空气气氛中煅烧的方法,制备了一种新型多孔双组分复合材料Ni0.1Mn0.9O1.45（0.35Mn2O3/0.1NiMn2O4）微纳椭球体,该复合材料是一种三维多孔微球体,由Ni和Mn共沉淀碳酸盐煅烧而成。该材料的电化学性能优异,将其修饰碳毡阳极作为MFC的阳极材料。基于Ni0.1Mn0.9O1.45/CF阳极的MFC的最大功率密度为1.39±0.07 W m-2,比基于商业碳毡阳极的MFC高168.6%。MFC产电性能的提高可归因于多孔自组装微椭球结构和Mn2O3与NiMn2O4的协同效应,为微生物的黏附提供了较大的比表面积,并且展现出优异的电化学活性,促进了阳极与微生物之间的EET。本研究提出了一种制备MFC高性能和环境友好的阳极修饰材料的新方法。（4）采用无模板的化学沉淀法制备了具有新型多层纳米片结构的γ-MnO2/GO（氧化石墨烯）复合材料,将其修饰碳毡阳极作为高性能MFC的阳极材料。物理化学特性表征结果表明,多层γ-MnO2/GO纳米薄片具有高导电性,并提供了较大的微生物粘附表面积,因此增加了微生物的负载量并促进了阳极和微生物之间的EET。一方面,三维结构增加了其比表面积,这有利于微生物的附着并增加生物量。另一方面,γ-Mn02具有赝电容性质,Mn3+和Mn4+的氧化还原反应促进了 EET效率,改善了阳极性能,从而提高了 MFC的功率密度。结合γ-Mn02和GO的优点,γ-MnO2/GO复合材料表现出优异的电化学性能,基于γ-MnO2/GO修饰碳毡阳极的MFC的最大功率密度为1.13±0.09Wm-2,在相同条件下比商用碳毡阳极高119%。结果表明,多层γ-MnO2/GO纳米薄片修饰碳毡阳极是用于高性能MFC非常有前景的阳极材料。
二、HIGH RESOLUTION ELECTRON MICROSCOPY OF SOME TECHNOLOGICALLY IMPORTANT MATERIALS（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、HIGH RESOLUTION ELECTRON MICROSCOPY OF SOME TECHNOLOGICALLY IMPORTANT MATERIALS（论文提纲范文）
（1）铁电薄膜畴结构及畴动力学的透射电子显微学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 钙钛矿型功能氧化物的结构及功能性 |
| 1.1.2 钙钛矿铁电畴结构的调控研究 |
| 1.1.3 畴壁的功能特性及带电畴壁的研究 |
| 1.1.4 铁电材料的原位研究 |
| 1.2 先进透射电子显微学在钙钛矿薄膜研究中的应用 |
| 1.3 本论文的选题意义及研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 样品制备 |
| 2.1.1 薄膜的生长模式 |
| 2.1.2 薄膜的沉积方法 |
| 2.1.3 透射电子显微镜样品制备 |
| 2.2 透射电子显微学分析 |
| 2.2.1 透射电子显微镜工作原理 |
| 2.2.2 电子衍射与衍衬分析 |
| 2.2.3 高分辨透射电子显微术 |
| 2.2.4 扫描透射电子显微术 |
| 2.2.5 X射线能量损失谱和X射线能量色散谱 |
| 2.2.6 像差校正透射电子显微镜 |
| 2.2.7 透射电子显微镜实验设备 |
| 2.3 基于高分辨STEM图像的定量电子显微学方法 |
| 2.3.1 实空间寻峰拟合分析 |
| 2.3.2 倒空间几何相位分析 |
| 第3章 降温速率对张应力下PbTiO_3薄膜a_1/a_2带电畴和压电响应的调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 PbTiO_3晶体中的畴结构特征 |
| 3.3.2 PbTiO_3薄膜中畴结构的分析 |
| 3.3.3 a_1/a_2畴组态随降温速率的变化规律 |
| 3.3.4 原子尺度a_1/a_2畴壁结构特征 |
| 3.4 讨论部分 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 铁电薄膜中相共存和a_1/a_2畴转变为全闭合畴的实时观察 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.4 讨论部分 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 PbTiO_3超薄薄膜畴组态随厚度的演化特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 不同厚度薄膜的截面样品形貌特征 |
| 5.3.2 不同厚度薄膜的平面样品形貌特征 |
| 5.3.3 HAADF-STEM及GPA研究薄膜的应力分布特征 |
| 5.3.4 HAADF-STEM研究薄膜的极化分布特征 |
| 5.4 讨论部分 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 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 |
（2）基于生物质炭材料的制备及电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 生物质简介 |
| 1.1.1 生物质 |
| 1.1.2 生物质炭材料 |
| 1.2 锂离子电池简介 |
| 1.2.1 锂离子电池的组成 |
| 1.2.2 锂离子电池工作原理 |
| 1.2.3 锂离子电池负极材料 |
| 1.3 生物质炭材料在锂离子电池中的应用 |
| 1.4 选题依据、研究思路和研究内容 |
| 1.4.1 选题依据 |
| 1.4.2 研究思路 |
| 1.4.3 研究内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验仪器及试剂 |
| 2.1.1 实验仪器 |
| 2.1.2 实验试剂 |
| 2.2 材料的结构和性能表征 |
| 2.2.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.2 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.3 原子力显微镜(AFM) |
| 2.2.4 X-射线衍射(XRD) |
| 2.2.5 X-射线光电子能谱(XPS) |
| 2.2.6 拉曼光谱(Raman) |
| 2.2.7 傅里叶变换红外光谱(FTIR) |
| 2.2.8 热重分析(TGA) |
| 2.2.9 氮气吸脱附测试 |
| 2.3 材料的电化学表征 |
| 2.3.1 锂离子电池的组装 |
| 2.3.2 循环伏安测试 |
| 2.3.3 充放电测试 |
| 2.3.4 电化学阻抗谱测试 |
| 第3章 杂原子自掺杂的生物质炭材料的制备及电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 材料的制备 |
| 3.2.2 电池片的制备 |
| 3.2.3 电池的组装 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 热稳定性分析 |
| 3.3.2 形貌分析 |
| 3.3.3 物相分析 |
| 3.3.4 元素分析 |
| 3.3.5 电化学性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 二维生物质多孔炭纳米片的制备及电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 材料的制备 |
| 4.2.2 电极片的制备 |
| 4.2.3 电池的组装 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 热稳定性分析 |
| 4.3.2 形貌分析 |
| 4.3.3 物相分析 |
| 4.3.4 元素分析 |
| 4.3.5 电化学性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 柔性生物质炭基MC/NiCo2O4 复合材料的制备及电化学性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 柔性生物质炭材料(MC)的制备 |
| 5.2.2 MC/NiCo2O4 复合材料的制备 |
| 5.2.3 电极片的制备 |
| 5.2.4 电池的组装 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 材料的柔性测试 |
| 5.3.2 形貌分析 |
| 5.3.3 物相分析 |
| 5.3.4 电化学性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 柔性花状生物质炭基MC/MoS2复合材料的制备及电化学性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 柔性生物质炭材料(MC)的制备 |
| 6.2.2 MC/MoS_2 复合材料的制备 |
| 6.2.3 电极片的制备 |
| 6.2.4 电池的组装 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 材料的柔性测试 |
| 6.3.2 形貌分析 |
| 6.3.3 物相分析 |
| 6.3.4 电化学性能分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间的科研成果 |
| 致谢 |
（3）锂离子电池高比容量层状金属氧化物的制备、性能与原位XRD研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂离子电池概述 |
| 1.2.1 锂离子电池的工作原理 |
| 1.2.2 锂离子电池的特点 |
| 1.2.3 锂离子电池的组成 |
| 1.3 锂离子电池正极材料的研究进展 |
| 1.3.1 LiMPO_4(M=Fe, Co, Ni, Mn)型聚阴离子材料 |
| 1.3.1.1 LiFePO_4 |
| 1.3.1.2 LiMnPO_4 |
| 1.3.1.3 LiCoPO_4 |
| 1.3.2 AB_2O_4尖晶石型材料 |
| 1.3.3 层状金属氧化物(LiMO_2)材料 |
| 1.3.3.1 LiCoO_2 |
| 1.3.3.2 LiNiO_2 |
| 1.3.3.3 LiMn_2 |
| 1.3.3.4 LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2 |
| 1.3.4 LiCo_xNi_yMn_zO_2 (x+y+z=1) |
| 1.3.4.1 LiCo_(1/3)Ni_(1/3)Mn_(1/3)O_2 |
| 1.3.4.2 富镍层状正极氧化物 |
| 1.3.5 xLi_2MnO_3·(1-x)LiMO_2 (M=Ni,Co,Mn,Fe,Cr et al) |
| 1.4 本论文的研究目的与设想 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验原料和主要仪器 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 材料制备 |
| 2.2.1 活性材料制备 |
| 2.2.2 电极片的制备 |
| 2.3 电池的组装 |
| 2.4 实验的表征手段 |
| 2.4.1 材料的结构与形貌测试技术 |
| 2.4.2 材料的电化学性能测试 |
| 参考文献 |
| 第三章 富锂锰基层状Li_(1.23)Ni_(0.09)Co_(0.12)Mn_(0.56)O_2正极材料的简易合成与首次充放电下局部结构转变的原位XRD探究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 溶液蒸发法制备Li_(1.23)Ni_(0.09)Co_(0.12)Mn_(0.56)O_2 |
| 3.3 Li_(1.23)Ni_(0.09)Co_(0.12)Mn_(0.56)O_2材料的结构与形貌分析 |
| 3.4 Li_(1.23)Ni_(0.09)Co_(0.12)Mn_(0.56)O_2正极材料的电化学性能 |
| 3.6 Li_(1.23)Ni_(0.09)Co_(0.12)Mn_(0.56)O_2充放电过程的原位XRD和非原位TEM分析 |
| 3.6.1 新相β-MnO_2生成及其转变 |
| 3.6.2 主要衍射峰的变化 |
| 3.6.3 晶胞参数和层状特征指标的变化 |
| 3.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 多电位阶跃与原位XRD联用技术对富锂锰基层状Li_(1.22)Ni_(0.10)Co_(0.13)Mn_(0.55)O_2正极的动力学与结构变化研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水溶蒸发法制备Li_(1.22)Ni_(0.10)Co_(0.13)Mn_(0.55)O_2正极材料 |
| 4.3 多电位阶跃-原位XRD实验设计 |
| 4.4 Li_(1.22)Ni_(0.10)Co_(0.13)Mn_(0.55)O_2的结构表征 |
| 4.5 Li_(1.22)Ni_(0.10)Co_(0.13)Mn_(0.55)O_2的电化学性能 |
| 4.6 多电位阶跃-原位XRD分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 富锂锰基层状氧化物在首次充电过程中在原子尺度上关于结构演化的新认识 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Li_(1.2)Ni_(0.12)Co_(0.15)Mn_(0.53)O_2的制备与合成 |
| 5.3 Li_(1.2)Ni_(0.12)Co_(0.15)Mn_(0.53)O_2的结构与电化学性能表征 |
| 5.5 X射线衍射分析 |
| 5.6 恒电流间歇滴定法 |
| 5.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 多技术联用原位研究层状正极材料LINI_(0.5)CO_(0.2)MN_(0.3)O_2过充下性能的衰减机理 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 LiNi_(0.5)Mn_(0.3)Co_(0.2)O_2的合成与制备 |
| 6.3 LiNi_(0.5)Mn_(0.3)Co_(0.2)O_2的原位XRD-PITT-EIS测试 |
| 6.4 LiNi_(0.5)Mn_(0.3)Co_(0.2)O_2的第一性原理计算 |
| 6.5 LiNi_(0.5)Mn_(0.3)Co_(0.2)O_2的结构和电化学性能 |
| 6.6 LiNi_(0.5)Mn_(0.3)Co_(0.2)O_2正极材料的原位X射线衍射分析 |
| 6.7 LiNi_(0.5)Mn_(0.3)Co_(0.2)O_2的相转变态密度泛函分析 |
| 6.8 LiNi_(0.5)Mn_(0.3)Co_(0.2)O_2充放电状态的恒电位间歇滴定分析 |
| 6.9 LiNi_(0.5)Mn_(0.3)Co_(0.2)O_2充放电过程的原位电化学阻抗分析 |
| 6.10 LiNi_(0.5)Mn_(0.3)Co_(0.2)O_2充放电状态的非原位透射电子显微镜分析 |
| 6.11 LiNi_(0.5)Mn_(0.3)Co_(0.2)O_2多周循环的透射电子显微镜分析 |
| 6.12 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议 |
| 作者攻读博士期间发表的论文和获得的奖项 |
| 致谢 |
（5）原位透射电子显微镜四自由度纳米操纵系统研发（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 透射电子显微镜 |
| 1.2 三维重构技术 |
| 1.2.1 原子探针层析技术 |
| 1.2.2 X光层析方法 |
| 1.2.3 透射电子显微镜三维重构方法 |
| 1.3 原位实验技术 |
| 1.3.1 原位加热设备 |
| 1.3.2 原位力学设备 |
| 1.3.3 原位通电设备 |
| 1.3.4 原位光学设备 |
| 1.3.5 原位纳米操纵设备 |
| 1.4 发展趋势和研究现状 |
| 1.5 本文的研究思路和研究方法 |
| 2 X-Nano系统架构 |
| 2.1 系统介绍 |
| 2.1.1 样品杆典型使用场景 |
| 2.1.2 X-Nano系统结构 |
| 2.2 纳米操纵器发展历程 |
| 2.2.1 设计思路 |
| 2.2.2 逐级串联版 |
| 2.2.3 二级串联版 |
| 2.2.4 二级重整版 |
| 2.3 控制系统发展历程 |
| 2.3.1 纳米操纵电气系统发展历程 |
| 2.3.2 硬件系统内部结构 |
| 2.3.3 控制软件 |
| 2.4 原位实验模块发展历程 |
| 2.4.1 原位力学模块 |
| 2.4.2 原位电学模块 |
| 2.4.3 原位加热模块 |
| 2.5 小结 |
| 3 X-Nano系统性能 |
| 3.1 角度传感器及标定 |
| 3.2 纳米操纵性能 |
| 3.3 重构区域的偏心距 |
| 3.4 成像稳定性 |
| 3.5 综合性能比较 |
| 4 三维重构与准4D-TEM |
| 4.1 三维重构功能 |
| 4.2 准4D-TEM实验方法 |
| 4.2.1 透射电子显微实验 |
| 4.2.2 三维重构表征 |
| 4.3 小结 |
| 5 金刚石原位力学实验 |
| 5.1 背景 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 极限强度实验与计算 |
| 5.4 室温塑性变形实验 |
| 5.5 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间取得的研究成果 |
（6）光催化辅助抛光碳化硅晶片工艺及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文选题背景 |
| 1.1.1 碳化硅的结构 |
| 1.1.2 碳化硅的性质及应用 |
| 1.1.3 单晶碳化硅的应用要求 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 碳化硅的材料去除机理 |
| 1.2.2 碳化硅的抛光技术 |
| 1.2.3 碳化硅抛光技术的发展趋势 |
| 1.3 本课题的来源、研究目的及意义 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第2章 光催化辅助抛光碳化硅晶片的理论研究 |
| 2.1 碳化硅氧化的可行性分析 |
| 2.1.1 碳化硅氧化的化学热力学分析 |
| 2.1.2 碳化硅氧化的分子动力学仿真分析 |
| 2.2 碳化硅氧化的速率分析 |
| 2.2.1 碳化硅氧化速率的化学动力学分析 |
| 2.2.2 碳化硅氧化速率的分子动力学仿真分析 |
| 2.2.3 加快碳化硅氧化反应的措施 |
| 2.3 光催化辅助抛光碳化硅晶片的理论分析 |
| 2.3.1 光催化氧化原理 |
| 2.3.2 光催化辅助抛光碳化硅晶片原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 光催化辅助抛光碳化硅晶片的抛光液研制 |
| 3.1 抛光液的关键要素分析 |
| 3.1.1 光源的选择 |
| 3.1.2 光催化剂的选择 |
| 3.1.3 电子捕获剂的选择 |
| 3.1.4 pH剂的选择 |
| 3.1.5 电极偏压的选择 |
| 3.1.6 分散剂的选择 |
| 3.2 抛光液氧化性表征方法 |
| 3.2.1 抛光液氧化性表征试验的检测方法 |
| 3.2.2 抛光液氧化性表征试验台的搭建 |
| 3.3 抛光液性能的优化 |
| 3.3.1 抛光液氧化性影响因素的确定 |
| 3.3.2 正交试验优化抛光液配方 |
| 3.3.3 单因素试验优化抛光液配方 |
| 3.3.4 抛光液中羟基自由基·OH的检测分析 |
| 3.3.5 分散剂对抛光液分散效果的影响 |
| 3.4 抛光液有效性试验研究 |
| 3.4.1 单晶碳化硅试件 |
| 3.4.2 抛光液静态腐蚀碳化硅晶片有效性分析 |
| 3.4.3 抛光液抛光有效性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 光催化辅助抛光碳化硅晶片的工艺研究 |
| 4.1 光催化辅助抛光碳化硅晶片关键要素 |
| 4.1.1 光催化辅助抛光碳化硅晶片装置的搭建 |
| 4.1.2 碳化硅晶片的粘贴和清洗方案 |
| 4.1.3 材料去除率的检测方法 |
| 4.2 研磨阶段的工艺路线研究 |
| 4.2.1 研磨效率模型的建立 |
| 4.2.2 极限表面粗糙度与最短加工时间的确定 |
| 4.2.3 研磨加工碳化硅的材料去除率和表面形貌 |
| 4.3 抛光工艺参数对摩擦力的影响 |
| 4.3.1 摩擦力的测量装置 |
| 4.3.2 抛光压力和抛光盘转速对摩擦力的影响 |
| 4.3.3 磨料对摩擦力的影响 |
| 4.3.4 抛光垫对摩擦力的影响 |
| 4.4 抛光工艺参数对材料去除率和表面质量的影响 |
| 4.4.1 抛光压力和抛光盘转速对材料去除率和表面质量的影响 |
| 4.4.2 磨粒对材料去除率和表面质量的影响 |
| 4.4.3 抛光垫对材料去除率和表面质量的影响 |
| 4.5 最佳抛光工艺的确定 |
| 4.5.1 抛光液氧化性的显着影响因素对材料去除率的影响 |
| 4.5.2 抛光液参数对抛光效果的影响 |
| 4.6 光催化辅助抛光碳化硅晶片的效果分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 光催化辅助抛光碳化硅晶片的材料去除机理研究 |
| 5.1 机械和化学的相互作用分子动力学仿真研究 |
| 5.1.1 机械作用促进化学作用分子动力学仿真研究 |
| 5.1.2 化学作用促进机械作用分子动力学仿真研究 |
| 5.1.3 机械与化学协同作用原子级去除碳化硅仿真研究 |
| 5.2 机械和化学的相互作用试验研究 |
| 5.2.1 机械作用促进化学作用试验研究 |
| 5.2.2 化学作用促进机械作用试验研究 |
| 5.2.3 机械与化学的协同作用促进材料去除试验研究 |
| 5.3 碳化硅晶片的材料去除机理分析 |
| 5.3.1 碳化硅晶片表面成分分析 |
| 5.3.2 碳化硅晶片亚表层分析 |
| 5.3.3 碳化硅晶片表面层的XPS深度分析 |
| 5.3.4 材料去除机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 本文主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（7）新型碳基纳米功能材料的可控合成及其在能源转化与存储中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 碳纳米材料 |
| 1.3 本征缺陷碳基电催化剂 |
| 1.4 非金属掺杂的碳基电催化剂 |
| 1.4.1 氮掺杂 |
| 1.4.2 硫掺杂 |
| 1.4.3 硼/磷/碘掺杂 |
| 1.4.4 硫/氮双掺杂 |
| 1.4.5 硼/氮和氮/磷双掺杂 |
| 1.5 过渡金属碳基电催化剂 |
| 1.5.1 过渡金属掺杂的碳基电催化剂 |
| 1.5.2 单原子掺杂的碳基电催化剂 |
| 1.5.3 碳基过渡金属及其衍生物纳米复合物/杂化材料 |
| 1.6 非金属掺杂的碳基电容材料 |
| 1.7 本文的选题思路 |
| 参考文献 |
| 第二章 催化水分解和电化学氧转化的高效多功能碳催化材料 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 仪器与试剂 |
| 2.2.2 材料的制备 |
| 2.2.3 材料的表征 |
| 2.2.4 材料的电化学性能测试方法 |
| 2.2.5 锌-空气电池和水分解系统的组装及测试方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 D/G-CTs材料的表征 |
| 2.3.2 D/G-CTs材料的电催化性能研究 |
| 2.3.3 D/G-CTs材料的锌-空气电池和水分解性能测试 |
| 2.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 高效多功能碳基氧转化和储能材料中吡啶-N的定向合成及其性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 仪器与试剂 |
| 3.2.2 材料的制备 |
| 3.2.3 材料的表征 |
| 3.2.4 材料的电化学性能测试方法 |
| 3.2.5 锌-空气电池的组装及测试方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 NGT_B材料的表征 |
| 3.3.2 NGT_B材料的电催化性能研究 |
| 3.3.3 NGT_B材料的锌-空气电池性能测试 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 S,N共掺杂碳基纳米材料的可控合成及其氧转化和电容性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 仪器与试剂 |
| 4.2.2 材料的制备 |
| 4.2.3 材料的表征 |
| 4.2.4 材料的电化学性能测试方法 |
| 4.2.5 锌-空气电池的组装及测试方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 S,N-GCs材料的表征 |
| 4.3.2 S,N-GCs材料的电化学性能研究 |
| 4.3.3 S,N-GCs材料的锌-空气电池性能测试 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 高效双功能碳基Ni-Co合金锌-空气电池催化材料 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 仪器与试剂 |
| 5.2.2 材料的制备 |
| 5.2.3 材料的表征 |
| 5.2.4 材料的电化学性能测试方法 |
| 5.2.5 锌-空气电池的组装及测试方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 NiCo@N-Cs材料的表征 |
| 5.3.2 NiCo@N-Cs材料的电催化性能研究 |
| 5.3.3 NiCo@N-Cs材料的锌-空气电池性能测试 |
| 5.3.4 NiCo@N-Cs材料的活性起源探究 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 银耳状碳骨架包埋Co_(5.47)N-Co_3Fe_7 耦合纳米复合物型氧转化和水分解高效多功能电催化剂 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 仪器与试剂 |
| 6.2.2 材料的制备 |
| 6.2.3 材料的表征 |
| 6.2.4 材料的电化学性能测试方法 |
| 6.2.5 锌-空气电池和水分解系统的组装及测试方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 Co_(5.47)N@Co_3Fe_7/N-Cs材料的表征 |
| 6.3.2 Co_(5.47)N@Co_3Fe_7/N-Cs材料的电催化性能研究 |
| 6.3.3 Co_(5.47)N@Co_3Fe_7/N-Cs材料的锌-空气电池性能测试 |
| 6.3.4 Co_(5.47)N@Co_3Fe_7/N-Cs材料的水分解性能测试 |
| 6.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结 |
| 附录:科研成果 |
| 致谢 |
（8）源于MOF的电化学催化剂的制备及其性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 燃料电池 |
| 1.2.1 燃料电池的简介 |
| 1.2.2 燃料电池的分类 |
| 1.3 金属有机框架结构(MOFs) |
| 1.3.1 简介 |
| 1.3.2 MOFs在ORR、HER和OER方面的应用 |
| 1.3.2.1 MOFs在ORR方面的应用 |
| 1.3.2.2 MOFs在OER方面的应用 |
| 1.3.2.3 MOFs在HER方面的应用 |
| 1.4 除MOFs以外燃料电池阴极催化剂 |
| 1.4.1 贵金属催化剂 |
| 1.4.2 非金属催化剂 |
| 1.4.3 非贵金属催化剂 |
| 1.4.4 杂原子掺杂碳材料催化剂 |
| 1.4.4.1 氮掺杂碳材料催化剂 |
| 1.4.4.2 其他杂原子掺杂碳材料催化剂 |
| 1.5 本课题的研究意义和研究内容 |
| 1.5.1 本课题的研究意义 |
| 1.5.2 本课题的研究内容 |
| 第二章 实验材料与表征技术 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 实验所需试剂 |
| 2.1.2 实验所需仪器 |
| 2.1.3 溶液配制 |
| 2.1.4 工作电极的制备 |
| 2.2 表征部分 |
| 2.2.1 表征技术 |
| 2.2.1.1 X-射线衍射(XRD) |
| 2.2.1.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.1.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.1.4 拉曼光谱分析(Raman) |
| 2.2.1.5 氮气吸附-脱附测试 |
| 2.2.1.6 X-射线光电子能谱(XPS) |
| 2.2.2 电化学测试 |
| 第三章 基于MOF的氮掺杂多孔碳负载Fe_3C纳米晶(Fe_3C@NC)作为碱性和酸性介质中高效的氧还原反应催化剂 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂材料的制备 |
| 3.2.1 金属有机框架结构(MOF)的制备 |
| 3.2.2 氮掺杂多孔碳负载Fe_3C纳米晶(Fe_3C@NC)的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 催化剂的形貌和结构表征 |
| 3.3.2 电化学测试 |
| 3.3.2.1 催化剂在碱性电解液中的电化学测试 |
| 3.3.2.2 催化剂在酸性电解液中的电化学测试 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 Fe_3C掺杂的氮碳纳米管的复合物(Fe_3C@N-CNTs)作为碱性和酸性介质高效的氧还原反应电催化剂 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 催化剂材料的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 催化剂的结构和形貌表征 |
| 4.3.2 电化学测试 |
| 4.3.2.1 催化剂在碱性电解液中的电化学测试 |
| 4.3.2.2 催化剂在酸性电解液中的电化学测试 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 源于Fe-Ni双金属MOF的过渡金属磷化物修饰的复合材料(Ni_xFe_(1-x))_2P/NC作为高效的水电解催化剂 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 NF@Fe-Ni/MOF的制备 |
| 5.3 催化剂(Ni_xFe_(1-x))_2P/NC的制备 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 催化剂的形貌和结构表征 |
| 5.4.2 催化剂材料的电催化性能 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）利用冷冻电镜技术解析富有挑战性的蛋白复合物原子分辨率结构（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电子显微镜的诞生及在生命科学中的早期应用 |
| 1.1.1 电子显微镜的诞生 |
| 1.1.2 电子显微镜应用于生命科学研究 |
| 1.2 电子显微镜用于蛋白质结构解析 |
| 1.2.1 电子显微镜用于蛋白样品研究的挑战 |
| 1.2.2 细菌视紫红质(Bacteriorhodopsin)电镜结构的获得 |
| 1.2.3 单颗粒分析方法的建立 |
| 1.2.4 样品制备方法的革新 |
| 1.2.5 冷冻电镜单颗粒方法的建立 |
| 1.3 冷冻电镜技术的分辨率革命(RESOLUTION REVOLUTION) |
| 1.3.1 电子直接探测相机的应用 |
| 1.3.2 基于贝叶斯方法的冷冻电镜结构解析 |
| 1.3.3 基于随机梯度下降算法的初始模型从头搭建 |
| 1.4 冷冻电镜技术与传统结构解析方法的对比 |
| 第2章 CENP-LN识别CENP-A核小体的分子机制研究 |
| 2.1 引论 |
| 2.2 结果 |
| 2.2.1 CENP-LN/CENP-A核小体复合物蛋白样品的制备 |
| 2.2.2 CENP-LN/CENP-A核小体复合物的冷冻电镜研究 |
| 2.2.3 CENP-N特异性识别CENP-A核小体的结构基础 |
| 2.2.4 CENP-N~N与CENP-A核小体DNA相互作用 |
| 2.2.5 CENP-N与CENP-A核小体结构研究的功能性验证 |
| 2.3 讨论 |
| 2.4 致谢 |
| 2.5 贡献 |
| 2.6 材料与方法 |
| 第3章 自下而上的结构蛋白组学:从细胞匀浆富集蛋白复合物用于冷冻电镜研究 |
| 3.1 引论 |
| 3.2 结果 |
| 3.2.1 实验流程 |
| 3.2.2 cryoID程序 |
| 3.2.3 利用模拟数据测试cryoID |
| 3.2.4 利用EMDB已发布电镜结构测试cryoID |
| 3.2.5 内源结构蛋白组学方法用于恶性疟原虫研究 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 致谢 |
| 3.5 作者信息及贡献 |
| 3.6 材料与方法 |
| 3.7 附录 |
| 第4章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间研究成果 |
（10）基于微纳米材料的高性能微生物燃料电池阳极材料的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微生物燃料电池 |
| 1.2.1 WFC的发展历程 |
| 1.2.2 WFC的应用潜能 |
| 1.2.3 WFC的基本工作原理 |
| 1.2.4 WFC的电子传递机制 |
| 1.2.5 WFC研究现状和影响 |
| 1.3 MFC的阳极研究进展 |
| 1.3.1 碳基材料 |
| 1.3.2 金属化合物修饰 |
| 1.3.3 碳米管修饰 |
| 1.3.4 复合修饰 |
| 1.3.5 表面改性 |
| 1.3.6 棉基材料 |
| 1.4 研究意义 |
| 1.5 研究思路与方法 |
| 1.6 主要的研究内容 |
| 第二章 实验研究方法 |
| 2.1 实验器材 |
| 2.2 培养基 |
| 2.3 MFC的构建与启动 |
| 2.3.1 电池的构建 |
| 2.3.2 电池的启动与运行 |
| 2.4 电池的性能表征 |
| 2.4.1 电化学测试方法 |
| 2.4.2 功效测试 |
| 2.5 物性表征技术 |
| 2.5.1 扫描电子显微镜 |
| 2.5.2 透射电子显微镜 |
| 2.5.3 X射线能量色散谱 |
| 2.5.4 X射线粉末衍射 |
| 2.5.5 拉曼光谱 |
| 2.5.6 比表面积及孔径分布 |
| 2.5.7 X射线光电子能谱 |
| 第三章 氮掺杂碳纳米颗粒修饰碳化棉织物电极的制备及其性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 形貌及物化特性表征 |
| 3.2.3 MFC启动、运行及性能测试 |
| 3.2.4 电化学性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料制备及形貌分析 |
| 3.3.2 NC@CCT的结构特点 |
| 3.3.3 MFC性能分析 |
| 3.3.4 电化学性能分析 |
| 3.3.5 生物膜的形态分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 碳化钼纳米颗粒修饰碳化棉织物电极的制备及其性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 Mo_2C/CCT电极的制备 |
| 4.2.2 形貌及物化特性表征 |
| 4.2.3 MFC的构建及性能测试 |
| 4.2.4 电化学性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Mo_2C/CCT的物化特性分析 |
| 4.3.2 MFC的性能分析 |
| 4.3.3 电化学性能分析 |
| 4.3.4 Mo_2C/CCT生物膜形貌分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 多孔椭球体Ni_(0.1)Mn_(0.9)O_(1.45)修饰碳毡作为MFC高性能阳极材料的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 形貌及物化特性表征 |
| 5.2.3 MFC的构建及性能测试 |
| 5.2.4 电化学性能测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 材料的制备及物性形貌分析 |
| 5.3.2 Ni_(0.1)Mn_(0.9)O_(1.45)的电化学活性分析 |
| 5.3.3 MFC的性能分析 |
| 5.3.4 Ni_(0.1)Mn_(0.9)O_(1.45)/CF的生物膜形貌分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 无模板合成多层γ-MnO_2/GO纳米薄片修饰碳毡作为高性能MFC阳极材料的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 多层γ-MnO_2/GO纳米片复合材料的制备 |
| 6.2.2 材料的形貌和物化特性表征 |
| 6.2.3 MFC的构建和性能分析 |
| 6.2.4 电化学性能测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 多层γ-MnO_2/GO纳米片复合材料的物化表征 |
| 6.3.2 MFC的性能分析 |
| 6.3.3 电化学性能分析 |
| 6.3.4 γ-MnO_2/GO/CF的生物膜形貌分析 |
| 6.4 结论 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及专利 |
| 致谢 |
四、HIGH RESOLUTION ELECTRON MICROSCOPY OF SOME TECHNOLOGICALLY IMPORTANT MATERIALS（论文参考文献）
- [1]铁电薄膜畴结构及畴动力学的透射电子显微学研究[D]. 马金元. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [2]基于生物质炭材料的制备及电化学性能研究[D]. 刘永超. 江苏科技大学, 2019(03)
- [3]锂离子电池高比容量层状金属氧化物的制备、性能与原位XRD研究[D]. 沈重亨. 厦门大学, 2017(01)
- [4]冷冻电子显微学在结构生物学研究中的现状与展望[J]. 王宏伟. 中国科学:生命科学, 2014(10)
- [5]原位透射电子显微镜四自由度纳米操纵系统研发[D]. 张奕志. 浙江大学, 2020(01)
- [6]光催化辅助抛光碳化硅晶片工艺及机理研究[D]. 何艳. 沈阳工业大学, 2019
- [7]新型碳基纳米功能材料的可控合成及其在能源转化与存储中的应用[D]. 孔繁涛. 华东师范大学, 2020(08)
- [8]源于MOF的电化学催化剂的制备及其性能的研究[D]. 张巧玲. 长春理工大学, 2019(01)
- [9]利用冷冻电镜技术解析富有挑战性的蛋白复合物原子分辨率结构[D]. 李晓润. 中国科学技术大学, 2019(02)
- [10]基于微纳米材料的高性能微生物燃料电池阳极材料的研究[D]. 曾丽珍. 广东工业大学, 2019(01)