作為重要的過渡金屬氧化物,鐵氧化合物（Fe3O4）由于其獨特的物理和化學(xué)性能,在能源和環(huán)境領(lǐng)域受到了廣泛的研究,被視為非常有前景的鋰離子電池電極材料和光催化劑的載體。但是,單純的Fe3O4作為鋰離子電池負極材料有放電容量低和循環(huán)性能差的缺點,大大阻礙了其實際應(yīng)用。本文圍繞不同形貌的Fe3O4/C復(fù)合物的合成及其鋰電性能研究展開工作。鑒于Fe3O4具有良好的磁性,因此將其應(yīng)用延伸到磁性可回收光催化領(lǐng)域。本文的研究內(nèi)容包括以下三個方面：1.碳包覆Fe3O4多孔多殼層籠狀結(jié)構(gòu)的合成及其優(yōu)異的鋰離子儲存性能在本章中,介紹了一種簡便的H3PO4蝕刻方法,在非水介質(zhì)（乙二醇）中制備具有不規(guī)則片狀結(jié)構(gòu)單元的多孔多層籠狀a-Fe2O3微球。首先,分級Fe5（PO4）4（OH）3-2H2O微球通過在檸檬酸鈉的存在下溫和的一步水熱反應(yīng)合成。然后將所制備Fes（PO4）4（OH）3-2H2O微球用兩步熱處理過程轉(zhuǎn)化成FePO4/Fe2O3復(fù)合微球：通過在NH3氣氛中600℃下加熱2 h,然后在空氣中700℃加熱2 h。微球的形貌在退火過程之后仍被保留。最終的多孔多層籠狀Fe2O3由從FePO4/Fe2O3復(fù)... 

【文章來源】：浙江師范大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１鏈離子電池的工作原理圖

ｃａｒｂｏ打?１?巧巧?ａｎｄ?ＣＯ打ｖｅｒｔｅｄ?化?Ｆｅ３〇４＠Ｃ－ＰＭＣＭｓ．??所制備的?Ｆｅ＜Ｐ〇４）４（ＯＨ）３，２Ｈ２〇?分級微球、ＦｅＰ〇４／Ｆｅ２〇３?復(fù)合微球和?Ｆｅ２〇３－ＰＭＣＭｓ??通過Ｘ射線粉末衍射（ＸＲＤ）確定各個產(chǎn)物的相組成和結(jié)構(gòu)如圖３．２所示。對于??化評〇４）４（〇巧３’２怔０分級微球，所有的強衍射峰均與Ｆｅｓ（Ｐ〇４）４（０巧ｒ２祀０?（ＪＣＰＤＳ．??ＰＤＦ?ｎｏ．?４５－１４３６，?ａ?＝?１０．３６?Ａ，ｂ?＝?２６．０７?Ａ，Ｃ?＝?５．１８?Ａ）的正交晶相一致。對于??ＦｅＰ〇４／Ｆｅ２〇３復(fù)合微球，用星號祿記的衍射峰與ＦｅＰ〇４六方相（ＪＣＰＤＳ．?ＰＤＦ?ｎｏ．?２９－０７１５，??ａ?＝?ｂ?＝?５．０３?Ａ，ｃ＝?１１．２５?Ａ）—致，用正方形標記的衍射峰對應(yīng)于斜方六角相的ａ－Ｆｅ２〇３??（ＪＣＰＤ義?ＰＤＦ?ｎｏ．?３３－０６６４，?ａ?＝?ｂ?＝?５．０４?Ａ，Ｃ?＝?１３．７５?Ａ）。最后，用也ＰＯ４?蝕刻后得到的??產(chǎn)物的衍射峰都對應(yīng)于斜方六角相的ａ－Ｆｅ２〇３。這是由于ＦｅＰ〇４和戰(zhàn)Ｐ〇４反應(yīng)，反應(yīng)??方程式如下；??４仍尸〇４?＋?２化戶０一?２仍２仇．３?Ａ０５．３好２〇腳。）??沒有檢測到雜質(zhì)峰，意味著酸蝕刻徹底除去了?ＦｅＰ〇４。此外，所制備的??Ｆｅ２〇３＠Ｃ－ＰＭＣＭｓ和怕〇４＠Ｃ－ＰＭＣＭｓ的ＸＲＤ圖

ｏｆｌＯ°Ｃ?ｍｉｎ－ｉ．??由于獨特的結(jié)構(gòu)，Ｆｅ３〇４＠Ｃ－ＰＭＣＭｓ可能作為未來有前景的趣離子電池的負極材??料。因此，進行電化學(xué)測試，Ｗ評估所制備的Ｆｅ３〇４＠Ｃ－ＰＭＣＭｓ的性能。圖３．１１ａ為??所制備的Ｆｅ３〇４＠Ｃ－ＰＭＣＭｓ的充放電圖。在初始放電過程可Ｗ清楚的看到約０．８?Ｖ的??電壓平臺，并且在隨后的循環(huán)中電拒平臺變?yōu)椋保埃植⒈３址�(wěn)定。另一方面，在充電??過程中可Ｗ看到不太明顯的大約為１．８?Ｖ的電壓平臺。放充電圖與Ｗ前的報道的數(shù)據(jù)??相一致，分別對應(yīng)于Ｆｅ３〇４還原為ＦｅＧ和基于氧化還原過程形成的Ｌｉ２〇［５６，巧。該反應(yīng)??主要貢獻是提供給該材料存儲Ｌｉ＋的能力，在首次循環(huán)中表現(xiàn)出１６３７ｍＡｈ?ｇ－ｉ的放電??容量。和產(chǎn)物的充放電曲線相一致，從循環(huán)伏安曲線（ＣＶ曲線）中可Ｗ清楚地看出??有一對氧化還原峰（圖３．１２）。陰極的還原峰（？０．６Ｖ）對應(yīng)于Ｆｅ３〇４的電化學(xué)還原??和ＬｂＯ的生成過程。很明顯，在第二周期中峰強度顯著減弱，表明在第一周期發(fā)生??了不可逆的電化學(xué)過程。另一方面，在￣１．９Ｖ的氧化峰對應(yīng)于Ｆｅ（０）的氧化過程。隨??著循環(huán)的進行，在陽極的氧化峰沒有明顯的變化，表明電化學(xué)反應(yīng)農(nóng)好的可逆性。??Ｗ?２００ｍＡｇ－ｉ的電流密度在０．０５－３．０Ｖ電壓區(qū)間之間


本文編號：3239824