噴霧熱解制備微納材料及其電化學(xué)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-07 00:17
近年來(lái),微納結(jié)構(gòu)材料因其既有體相材料的特點(diǎn)又具有納米材料的納米尺寸效應(yīng),在電催化以及鋰離子電池領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。然而,目前常見(jiàn)的微納結(jié)構(gòu)材料由于制備成本的高昂以及其他的因素(如低效的產(chǎn)率,復(fù)雜繁瑣的合成步驟)不能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。因此急切需要找到一種可行的工業(yè)化制備方法來(lái)實(shí)現(xiàn)材料的商業(yè)化應(yīng)用。經(jīng)過(guò)近半個(gè)世紀(jì)的摸索,噴霧熱解法已經(jīng)被發(fā)展成為可規(guī);以诰連續(xù)生產(chǎn)材料的工藝,廣泛應(yīng)用于燃料電池,光催化,顯示器,傳感器,生物陶瓷,電池等領(lǐng)域。受此啟發(fā),我們嘗試?yán)脟婌F熱解法制備微納結(jié)構(gòu)材料,并研究材料在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。(1)為了應(yīng)對(duì)制備高活性非貴金屬電解水催化劑的挑戰(zhàn),我們通過(guò)一種可產(chǎn)業(yè)化的噴霧熱解工藝制備出具有核殼結(jié)構(gòu)的Ni3Fe/Ni3FeN催化劑,并表現(xiàn)出優(yōu)異的析氫析氧性能。在10 mA cm-2電流密度下,其析氧/析氫過(guò)電位分別為268mV,和166 mV,全解水過(guò)電位只有1.62 V,并具備持久的電化學(xué)穩(wěn)定性。我們的工作不僅為合成性能優(yōu)異的全解水催化劑提供了一種新的制備方法,而且也具有商業(yè)化應(yīng)用的潛力。(2)我們利...
【文章來(lái)源】:南昌航空大學(xué)江西省
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
通過(guò)加入不同量的苯酚制備出項(xiàng)鏈狀結(jié)構(gòu)的PFR@Te材料的電鏡圖:(a)0.03mmol;(b)
納米顆粒均勻的分布在石墨烯支撐的相互交聯(lián)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中,表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。圖1-2 不同冷凍速率下制備3D石墨烯海綿結(jié)構(gòu)1.2.2.3 靜電紡絲靜電紡絲是指在高電壓的靜電場(chǎng)中,帶電荷的高分子溶液被拉制成絲的過(guò)程。常將具有電化學(xué)活性納米粒子或金屬離子分散在高分子溶液中,通過(guò)紡絲以及隨后的碳化得到具有高比表面積,高導(dǎo)電性,高電化學(xué)活性的纖維復(fù)合材料。樓雄文組[23]將沸石咪唑酸酯骨架(ZIF-8)納米顆粒分散在聚丙烯腈(PAN)溶液中,利用
2納米顆粒,將復(fù)合膜應(yīng)用于超級(jí)電容器領(lǐng)域,表現(xiàn)出良好的電容性能。圖1-3 靜電紡絲制備空心粒子基氮摻雜碳納米纖維(HPCNFs-N)1.2.2.4 氣相沉積氣相沉積是指利用物質(zhì)在氣相中發(fā)生一系列的物理、化學(xué)反應(yīng)制備納米材料的一種方法,可分為化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積和等離子體氣相沉積,所制備的材料具有速度快,純度高,缺陷少等特點(diǎn)[26]。在電化學(xué)領(lǐng)域中,常用于各種碳材料(石墨烯,碳納米管等)的制備,以及對(duì)納米粒子的包覆形成多層微納結(jié)構(gòu)材料。南京郵電大學(xué)董曉臣團(tuán)隊(duì)[27]使用泡沫鎳作為基底,無(wú)水乙醇作為碳源,利用氣相沉積方法,在泡沫鎳基底上生長(zhǎng)石墨烯,去除泡沫鎳基底后得到 3D 石墨烯泡沫材料(如圖 1-4)。祝紅麗團(tuán)隊(duì)[26]同樣利用氣相沉積的 3D 石墨烯泡沫原位負(fù)載 1T MoS2得到一種 1T MoS2/石墨烯/ MoS2三明治結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料
本文編號(hào):2961515
【文章來(lái)源】:南昌航空大學(xué)江西省
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
通過(guò)加入不同量的苯酚制備出項(xiàng)鏈狀結(jié)構(gòu)的PFR@Te材料的電鏡圖:(a)0.03mmol;(b)
納米顆粒均勻的分布在石墨烯支撐的相互交聯(lián)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中,表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。圖1-2 不同冷凍速率下制備3D石墨烯海綿結(jié)構(gòu)1.2.2.3 靜電紡絲靜電紡絲是指在高電壓的靜電場(chǎng)中,帶電荷的高分子溶液被拉制成絲的過(guò)程。常將具有電化學(xué)活性納米粒子或金屬離子分散在高分子溶液中,通過(guò)紡絲以及隨后的碳化得到具有高比表面積,高導(dǎo)電性,高電化學(xué)活性的纖維復(fù)合材料。樓雄文組[23]將沸石咪唑酸酯骨架(ZIF-8)納米顆粒分散在聚丙烯腈(PAN)溶液中,利用
2納米顆粒,將復(fù)合膜應(yīng)用于超級(jí)電容器領(lǐng)域,表現(xiàn)出良好的電容性能。圖1-3 靜電紡絲制備空心粒子基氮摻雜碳納米纖維(HPCNFs-N)1.2.2.4 氣相沉積氣相沉積是指利用物質(zhì)在氣相中發(fā)生一系列的物理、化學(xué)反應(yīng)制備納米材料的一種方法,可分為化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積和等離子體氣相沉積,所制備的材料具有速度快,純度高,缺陷少等特點(diǎn)[26]。在電化學(xué)領(lǐng)域中,常用于各種碳材料(石墨烯,碳納米管等)的制備,以及對(duì)納米粒子的包覆形成多層微納結(jié)構(gòu)材料。南京郵電大學(xué)董曉臣團(tuán)隊(duì)[27]使用泡沫鎳作為基底,無(wú)水乙醇作為碳源,利用氣相沉積方法,在泡沫鎳基底上生長(zhǎng)石墨烯,去除泡沫鎳基底后得到 3D 石墨烯泡沫材料(如圖 1-4)。祝紅麗團(tuán)隊(duì)[26]同樣利用氣相沉積的 3D 石墨烯泡沫原位負(fù)載 1T MoS2得到一種 1T MoS2/石墨烯/ MoS2三明治結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料
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