發(fā)布時(shí)間：2023-11-24 22:49

　　多孔碳材料具有豐富的孔結(jié)構(gòu)和較大的比表面積,在燃料電池、鋅空氣電池、鋰離子電池、鋰硫電池、鈉離子電池等能源儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)換器件中有廣泛的應(yīng)用前景。本論文以廉價(jià)生物質(zhì)為碳源,設(shè)計(jì)合成了系列多孔納米碳材料,并對(duì)其在鋅空氣電池和鋰離子電池中的電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下:(1)以二氧化硅作為模板,殼聚糖為碳源和氮源,植酸為磷源,通過簡單的高溫?zé)峤獬晒铣闪说�、磷共摻雜多孔碳(NPC-SiO₂)。所制備的材料的比表面積大(1355 m² g^-1),孔結(jié)構(gòu)和缺陷豐富,可提供充足的Li⁺存儲(chǔ)位點(diǎn)和快速的電荷傳輸動(dòng)力學(xué)。作為鋰離子電池負(fù)極材料,NPC-SiO₂表現(xiàn)出了良好的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能,在0.1 A g^-1的電流密度下,循環(huán)100圈后,放電比容量仍保持為1588 mAh g^-1;在5 A g^-1的電流密度下,循環(huán)1000圈后,放電比容量高達(dá)561mAh g^-1,高于大多數(shù)已報(bào)道的雜原子摻雜碳負(fù)極材...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 前言
    1.1 納米多孔碳的制備與改性
        1.1.1 納米多孔碳的制備
        1.1.2 納米多孔碳的摻雜改性
    1.2 納米多孔碳在鋅-空氣電池中的應(yīng)用
        1.2.1 鋅-空氣電池原理
        1.2.2 ORR和 OER反應(yīng)機(jī)理
        1.2.3 納米多孔碳電催化劑
    1.3 納米多孔碳在鋰離子電池中的應(yīng)用
        1.3.1 鋰離子電池工作原理
        1.3.2 納米多孔碳負(fù)極材料
    1.4 研究意義和研究內(nèi)容
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
第2章 氮磷共摻雜蜂窩狀三維多孔碳的合成及其儲(chǔ)鋰性能研究
    2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料和試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.3 材料制備
        2.1.4 材料表征
        2.1.5 鋰離子電池的組裝和電化學(xué)性能測(cè)試
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 材料的結(jié)構(gòu)分析
        2.2.2 材料的儲(chǔ)鋰性能
    2.3 本章小結(jié)
第3章 氮磷共摻雜三維多孔碳網(wǎng)絡(luò)的合成及其催化氧還原和鋅-空氣電池性能研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        3.1.2 材料制備
        3.1.3 結(jié)構(gòu)表征
        3.1.4 電化學(xué)測(cè)試
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 材料的結(jié)構(gòu)分析
        3.2.2 材料在堿性條件下的ORR催化性能
        3.2.3 材料在酸性條件下的ORR催化性能
        3.2.4 材料的鋅-空氣電池性能
    3.3 本章小結(jié)
第4章 鐵氮共摻雜多孔碳雙功能氧電極催化劑的合成及其可充鋅-空氣電池性能研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        4.1.2 材料制備
        4.1.3 結(jié)構(gòu)表征
        4.1.4 電化學(xué)測(cè)試
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 材料的結(jié)構(gòu)分析
        4.2.2 材料的ORR催化性能
        4.2.3 材料的OER催化性能
        4.2.4 材料的鋅-空氣電池性能
    4.3 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的科研情況



本文編號(hào)：3866750