本文關(guān)鍵詞：鋰電負(fù)極材料以及燃料電池陰極催化劑的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：傳統(tǒng)的化石能源由于其具有一系列的缺點例如轉(zhuǎn)換效率低下,燃燒時產(chǎn)生大量的污染性氣體以及不可再生性等問題,迫使科學(xué)家們尋求能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源的高效綠色能源,其中以鋰離子電池,燃料電池,超級電容器和太陽能作為代表。能量轉(zhuǎn)換技術(shù)和能量存儲技術(shù)則是能夠有效利用能源的兩個方面,然而,無論是在能量轉(zhuǎn)化技術(shù)還是在能量儲存技術(shù)中,電極材料的選擇以及制備都是至關(guān)重要的。在本論文中,我們使用簡單易制備的合成方法得到了多種納米結(jié)構(gòu)材料,并對它們進(jìn)行了一系列結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能表征,為制備能量轉(zhuǎn)化與儲存一體化器件做準(zhǔn)備。本論文具體研究的內(nèi)容以及相應(yīng)的結(jié)論如下:1.使用水熱合成方法,制備不同形貌的硫化錫(SnS_2)納米材料。不同的表面活性劑以及合成溫度都是得到的納米結(jié)構(gòu)硫化錫的重要影響因素。相應(yīng)的電化學(xué)測試的結(jié)果表明,制備的SnS_2納米棒自組裝得到的納米球與SnS_2納米片自組裝得到的納米球相比,具有更好的充放電以及循環(huán)性能,這是由于這種棒狀結(jié)構(gòu)具有更高的比表面積以及更短的離子轉(zhuǎn)移路徑。因此,由于合成方法簡單、成本低廉以及產(chǎn)量高等優(yōu)點,這種SnS_2納米棒自組裝得到的球形結(jié)構(gòu)將會是一種很有前途的能夠應(yīng)用于鋰離子電池的負(fù)極材料。2.以陽離子交換樹脂作為碳源,與氯化亞錫溶液進(jìn)行交換,得到的含有Sn2+的離子交換樹脂在高溫惰性氣體中裂解,高溫碳化石墨化,得到納米Sn/C復(fù)合材料。復(fù)合材料中金屬Sn納米顆粒大量分布在碳材料上抑制了充放電過程中Sn的體積膨大,且增加了材料的導(dǎo)電性,從而使得鋰離子和電子轉(zhuǎn)移數(shù)目大幅增加,促進(jìn)了電池的充放電性能。由于碳材料和金屬Sn的協(xié)同作用,復(fù)合材料有望用作高效的鋰離子電池的負(fù)極材料。3.使用高溫裂解陽離子交換樹脂合成碳納米材料,在高溫下與用NH3作為氮源進(jìn)行摻氮或者與甘氨酸混合之后高溫處理得到兩種不同的氮摻雜碳材料。利用兩種不同的氮源進(jìn)行摻雜得到的納米材料表現(xiàn)出不同的電化學(xué)性能,對他們進(jìn)行含氮量分析得出結(jié)論為含氮量對復(fù)合材料的電化學(xué)性能表現(xiàn)出較大的影響。甘氨酸摻氮使得樣品中含有較多氮原子,N-C鍵增加從而促進(jìn)氧還原性能。由于復(fù)合材料制備簡單,原始材料可大量獲得,它們有望作為高效的堿性燃料電池陰極催化劑。
【關(guān)鍵詞】：能量存儲與轉(zhuǎn)化 氧還原反應(yīng) 堿性燃料電池 鋰離子電池 Sn/C復(fù)合材料 二硫化錫納米材料
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM912;TM911.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-20
• 1.1 引言8-9
• 1.2 電化學(xué)能量存儲技術(shù)9-11
• 1.2.1 鋰離子電池工作原理9-10
• 1.2.2 鋰離子電池的電極材料10-11
• 1.3 電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換技術(shù)11-18
• 1.3.1 燃料電池工作原理11-15
• 1.3.2 燃料電池的電極催化劑材料15-18
• 1.4 本論文研究內(nèi)容以及研究意義18-20
• 第二章 SnS_2納米球作為鋰離子電池負(fù)極材料的研究20-33
• 2.1 引言20-21
• 2.2 實驗部分21-23
• 2.2.1 SnS_2納米球樣品的制備21-22
• 2.2.2 半電池的組裝22
• 2.2.3 SnS_2納米材料結(jié)構(gòu)表征22
• 2.2.4 SnS_2納米材料的鋰離子電池性能表征22-23
• 2.3 實驗結(jié)果與討論23-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第三章 Sn/C復(fù)合材料及其電池性能的研究33-44
• 3.1 引言33-35
• 3.2 實驗部分35-37
• 3.2.1 Sn/C復(fù)合材料的制備35-36
• 3.2.2 半電池的組裝36
• 3.2.3 結(jié)構(gòu)表征36-37
• 3.2.4 Sn/C復(fù)合納米材料的鋰離子電池性能表征37
• 3.3 實驗結(jié)果與討論37-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第四章 氮摻雜碳材料的制備及氧還原光催化性能的研究44-55
• 4.1 引言44
• 4.2 實驗部分44-46
• 4.2.1 氮摻雜碳材料材料的合成44-45
• 4.2.2 結(jié)構(gòu)表征45-46
• 4.2.3 電化學(xué)表征46
• 4.3 實驗結(jié)果與討論46-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-61
• 碩士期間研究成果61-62
• 致謝62

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本文編號：450102