【摘要】：能源短缺和大氣污染是目前制約我國(guó)社會(huì)發(fā)展的重大問(wèn)題,無(wú)論是作為鋰離子電池負(fù)極材料,還是電化學(xué)催化分解NO_x的催化劑,過(guò)渡金屬氧化物以其高理論比容量和不使用還原劑避免氨氮二次污染而吸引大量關(guān)注。通過(guò)溶劑熱法制備了過(guò)渡金屬氧化物Fe_3O_4和Mn_3O_4及其碳復(fù)合材料,研究了溶劑熱條件、碳種類、復(fù)合比例等因素對(duì)材料形貌、結(jié)構(gòu)和性能的影響,采用X射線衍射(XRD)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)等手段對(duì)材料的組成和形貌進(jìn)行表征,運(yùn)用循環(huán)伏安、恒流充放電等研究了材料的電池電化學(xué)性能,通過(guò)測(cè)試NO_x轉(zhuǎn)化率研究了材料的電催化性能。以FeSO_4·7H_2O為鐵源溶劑熱法制備了具有儲(chǔ)鋰性能的八面體結(jié)構(gòu)Fe_3O_4,但其容量衰減較快,容量保持率較低。以FeCl_3·6H_2O為鐵源,制備了納米空心球Fe_3O_4及其碳復(fù)合材料;Fe_3O_4的空心球結(jié)構(gòu)可緩解嵌脫鋰過(guò)程的體積膨脹,表現(xiàn)出較好的電化學(xué)性能,電流密度100 mA·g~(-1),循環(huán)100次可逆比容量為523.1mAh·g~(-1),容量保持率為64.2%。該材料與海綿狀碳復(fù)合后,電化學(xué)性能更加優(yōu)異,電流密度100 mA·g~(-1)循環(huán)100次后可逆容量高于1000 mAh·g~(-1),電流密度5A·g~(-1)時(shí),可逆比容量為503 mAh·g~(-1)是純Fe_3O_4電極的2.4倍。兩種形貌納米Fe_3O_4碳催化劑的NO_x轉(zhuǎn)化率均小于50%,表現(xiàn)出較差的電化學(xué)催化性能。以KMnO_4為錳源,溶劑熱法制備Mn_3O_4材料,循環(huán)25次容量衰減至410mAh·g~(-1),但60次循環(huán)后容量緩慢回升,100次循環(huán)后可逆比容量升至547 mAh·g~(-1)。以Mn_3O_4摻加量5 wt%制備的Mn_3O_4-粒狀活性炭復(fù)合材料為催化劑,其電化學(xué)催化性能明顯優(yōu)于Fe_3O_4基催化劑,電壓2.5 V、50℃時(shí),NO_x轉(zhuǎn)化率高達(dá)96.7%。
【圖文】：

[29]具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性·g-1比容量）。利用溶劑的儲(chǔ)鋰容量，在 0.1 A·g-1量。二元鐵基尖晶石氧化，其中比容量 MnFe2O4>的多孔球狀錳基尖晶石氧化 ZnMn2O4> CoMn2O4> 池負(fù)極材料。

尖晶石型氧化物 AB2O4結(jié)構(gòu)odel of spinel-type oxides w化物過(guò)渡金屬氧化物如 FeO屬氧化物的理論比容較oO 納米顆粒與碳納米管逆容量。N 摻雜石墨烯50 次循環(huán)后依然提供 烯與 FeO 復(fù)合材料[35]容 700 mAh·g-1。
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2666229