CuS和PbTe基摻雜分級結(jié)構(gòu)制備及機理研究
本文選題：水熱/溶劑熱 + 硫?qū)倩衔?/strong>��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】：硫?qū)倩衔锛捌涔倘荏w合金納米材料具有獨特的晶格結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)行為,是研究最早最為成熟的一種功能材料,同時也是目前實際應(yīng)用中最為廣泛的材料之一。硫?qū)倩衔锛{米材料主要可以分類為IV-VI族和II-VI族兩類。新興的硫?qū)偌{米材料以及硫?qū)倩{米復(fù)合材料由于本身具備的特異的光電,力學(xué)、磁學(xué)和催化等性能,所以為目前發(fā)展高性價比,高效和環(huán)境友好的先進(jìn)能源轉(zhuǎn)換和存儲設(shè)備(ECS)提供了重大機遇。人們希望可以著眼于納米尺度,對材料的物理化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)相關(guān)度方面進(jìn)行系統(tǒng)的研究,同時希望可以通過相關(guān)手段控制納米結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)材料的定制屬性。由于納米材料的屬性與其形貌尺寸存在極大相關(guān)性,制備尺寸分布均勻合理和形狀規(guī)整的納米晶是獲得性能優(yōu)異材料的必備條件。同時,要實現(xiàn)對其形貌的有效調(diào)控,這就需要對不同制備方法涉及的生長熱力學(xué)、動力學(xué)和機理有一個深入清晰的認(rèn)識。本論文以硫?qū)貱u S和Pb Te基摻雜納米晶體系為研究對象,選取研究者涉足不多的幾類材料作為摻雜劑,采用水熱/溶劑熱法制備具有特殊微納米結(jié)構(gòu)的納米晶聚集體材料。通過摻雜劑調(diào)控形貌,發(fā)掘摻雜劑與納米晶聚集體驅(qū)動力之間的關(guān)系,為進(jìn)一步探究納米晶聚集體可控制備提供理論基礎(chǔ)。實驗合成了不同Cu S(M=Pb,Sb,Bi,La)花球聚集體和Pb Te(M=Ag,Sb)(Ag PbmSb Tem+2)多晶實心微米球,系統(tǒng)地考察了各項反應(yīng)參數(shù)和反應(yīng)時間對最終產(chǎn)物的影響。研究了Cu S基花球和Pb Te基微晶球的可控合成,提出了重要實驗參數(shù)在分子水平上對體系中化學(xué)反應(yīng)和納米尺度上納米晶生長聚集過程的影響,進(jìn)而總結(jié)出相關(guān)反應(yīng)機制和生長機理。Ag PbmSb Tem+2多晶實心微米球相比單摻三元體系和純Pb Te二元體系,Ag PbmSb Tem+2多晶實心微米球作為鋰離子電池負(fù)極材料的測試結(jié)果展現(xiàn)了其優(yōu)異的電化學(xué)性能和高循環(huán)穩(wěn)定性。本課題不僅對Pb Te基和Cu S基材料的液相合成進(jìn)行了探究,其研究結(jié)果也能為硫?qū)偌{米晶摻雜體系的可控制備和性能研究提供一定意義上的借鑒和指導(dǎo)。
[Abstract]:Sulfur compounds and their solid solution alloy nanomaterials have unique lattice structure and physicochemical behavior. They are the earliest and most mature functional materials, and they are also one of the most widely used materials in practice. The nanometer materials of sulfur compounds can be classified into two groups: IV-VI and II-VI. The emerging sulfur nanomaterials and sulfur based nanocomposites, due to their unique optoelectronic, mechanical, magnetic and catalytic properties, make it possible to develop high performance-to-price ratios at present. Efficient and environmentally friendly advanced energy conversion and storage devices (ECS) offer significant opportunities. It is hoped that the physical and chemical properties and structural correlation of materials can be systematically studied by focusing on nanometer scale, and that the customized properties of materials can be realized by controlling nanostructures by relevant means. Because the properties of nanomaterials are closely related to their morphology and size, the preparation of nanocrystalline with uniform and reasonable size distribution and regular shape is an essential condition for obtaining excellent materials. At the same time, in order to control the morphology effectively, it is necessary to have a clear understanding of the growth thermodynamics, kinetics and mechanism involved in different preparation methods. In this paper, the Cu S and Pb Te based doped nanocrystalline systems are studied, and several kinds of materials with less involvement are selected as dopants. Nanocrystalline aggregates with special microstructures are prepared by hydrothermal / solvothermal method. The relationship between the dopant and the driving force of nanocrystalline aggregates is explored by adjusting the morphology of the dopants, which provides a theoretical basis for further exploring the controllable preparation of nanocrystalline aggregates. The aggregates of different CuS (MbPbSbSbSbSbSbSbTiLa) and PbTe (Mg-AgSb) (Ag PbmSb-Tem 2) solid microspheres were synthesized experimentally. The effects of reaction parameters and reaction time on the final product were systematically investigated. The controllable synthesis of Cu S based flower spheres and Pb Te based microcrystalline spheres was studied. The effects of important experimental parameters on the chemical reaction and nanocrystalline growth and aggregation at the molecular level in the system were proposed. The experimental results of Ag PbmSb Tem _ 2 polycrystalline solid micron spheres as anode materials for lithium ion batteries were summarized. The results of Ag PbmSb Tem _ 2 polycrystalline solid micron spheres as anode materials for lithium ion batteries were summarized in comparison with single doped ternary system and pure Pb Te binary system. The results of the measurements of Ag PbmSb Tem _ 2 polycrystalline solid microspheres as anode materials for lithium ion batteries were summarized. Its excellent electrochemical performance and high cycle stability were demonstrated. In this paper, not only the liquid phase synthesis of Pb Te based and Cu S based materials is investigated, but also the results can be used for reference and guidance for the controllable preparation and study of properties of sulfur nanocrystalline doped system.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O611.4;TB383.1
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，本文編號：2115355
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