本文關鍵詞：多酸修飾碳納米管用于鋰離子電池負極材料研究

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【摘要】：多金屬氧酸鹽作為一類金屬-氧簇無機大分子化合物,擁有著眾多優(yōu)良的物理化學性質(zhì),如：酸性、生物活性、氧化還原性和質(zhì)子導電性,這些特性使其在光、電、催化、生物和能源等眾多領域都有著潛在的應用價值。然而單獨多酸分子的易團聚性和較差的固載穩(wěn)定性限制了其在各個領域的研究及應用,這使得對多酸分子的功能化從而充分發(fā)揮其良好特性,成為了當今多酸應用研究領域的重點。通過對多酸分子進行共價修飾引入有機官能團形成一類新型的有機-無機雜化分子,可以改善多酸單體的易團聚性及增強其固載穩(wěn)定性。碳納米管作為一維納米材料具有超常的強度、熱導率、電導率及磁阻,使其在眾多前沿領域都具備重要的潛在研究及應用價值；在納米尺度下的穩(wěn)定性及可修飾性使碳納米管可作為優(yōu)異的分子載體同其它材料進行復合或雜化。將功能化的多酸分子與碳納米材料組裝復合形成的新型多功能材料在能源儲存、轉(zhuǎn)化應用領域有著良好的發(fā)展前景。本文通過兩種不同類型多酸分子的功能化,借助共價修飾,將有機官能團引入多酸體系(Mn-Anderson-Pyrene、Si-Keggin-NH2),并利用紅外、核磁、XPS等表征測試手段確認了多酸化合物的結構；再進一步通過非共價及共價作用兩個不同的組裝策略,將兩種多酸雜化分子與碳納米管類新型功能材料進行復合或雜化,形成一類具有新型結構和功能特性的多功能納米材料,將他們作為鋰離子電池負極材料進行了測試；在性能測試中,兩種材料均表現(xiàn)出了高比容量、優(yōu)異的倍率性能及循環(huán)穩(wěn)定性,并且通過交流阻抗測試對Mn-Anderson-Py-CNTs復合材料的電化學性能進行了深入表征,對其中的電荷轉(zhuǎn)移及離子遷移擴散機理作了初步探討。
【關鍵詞】：多金屬氧酸鹽 碳納米管 組裝 電極材料
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 學位論文數(shù)據(jù)集4-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 第一章 緒論14-30
• 1.1 多酸簡介14-16
• 1.2 多酸修飾16-20
• 1.2.1 多酸的修飾化16-17
• 1.2.2 研究進展17-20
• 1.3 碳納米管20-23
• 1.4 碳納米管功能化23-25
• 1.4.1 碳納米管的非共價修飾23-24
• 1.4.2 碳納米管的共價修飾24-25
• 1.5 多酸-碳納米管復合/雜化材料25-28
• 1.6 鋰離子電池簡介28-29
• 1.7 論文選題及主要工作29
• 1.8 測試與表征29-30
• 第二章 Mn-Anderson-Pyrene多酸非共價修飾碳納米管復合材料用于鋰離子電池負極的研究30-50
• 2.1 引言30-31
• 2.2 實驗部分31-33
• 2.2.1 實驗藥品31-32
• 2.2.2 復合材料的制備合成32-33
• 2.2.3 扣式電池封裝33
• 2.3 結果與討論33-49
• 2.3.1 復合材料的結構組成分析33-39
• 2.3.2 復合材料Raman圖譜分析39-40
• 2.3.3 電鏡表征復合材料形貌特征40-41
• 2.3.4 復合材料鋰電性能測試41-49
• 2.4 本章小結49-50
• 第三章 Si-Keggin-NH_2多酸共價修飾碳納米管雜化材料用于鋰離子電池負極的研究50-66
• 3.1 引言50-51
• 3.2 實驗部分51-54
• 3.2.1 實驗藥品51-52
• 3.2.2 雜化材料的制備合成52-53
• 3.2.3 扣式電池封裝53-54
• 3.3 結果與討論54-65
• 3.3.1 雜化材料紅外分析54-55
• 3.3.2 雜化材料Raman圖譜分析55-56
• 3.3.3 雜化材料XPS能譜分析56-57
• 3.3.4 雜化材料TGA分析57-58
• 3.3.5 電鏡表征雜化材料形貌特征58-59
• 3.3.6 雜化材料鋰電性能測試59-65
• 3.4 本章小結65-66
• 第四章 結論及展望66-68
• 參考文獻68-73
• 致謝73-74
• 研究成果及發(fā)表的學術論文74-75
• 導師簡介75
• 作者簡介75-76
• 附件76-77

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 陳紅燕;黃華波;王繼輝;;碳納米管抗自由基效應對復合材料力學性能的影響[J];玻璃鋼/復合材料;2014年05期

2 施連偉;趙靈智;李昌明;;碳納米管及其復合材料在鋰離子電池負極材料中的研究進展[J];材料導報;2013年S2期

3 聞雷;宋仁升;石穎;李峰;成會明;;炭材料在鋰離子電池中的應用及前景[J];科學通報;2013年31期

4 李延偉;梁曉麗;姚金環(huán);姜吉瓊;;Ni/Al-LDH/MCNTs原位復合材料的制備與電化學性能[J];化工學報;2014年08期

5 Thang Van Le;Ha Tran Nguyen;Anh Tuan Luu;Man Van Tran;Phung Loan My Le;;LiMn_2O_4/CNTs and LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4/CNTs Nanocomposites as High-Performance Cathode Materials for Lithium-Ion Batteries[J];Acta Metallurgica Sinica(English Letters);2015年01期

6 羅艷;曹潔明;李念武;張松濤;姬廣斌;;微孔碳@硫復合材料的制備及其鋰硫電池性能[J];化學研究;2015年02期

7 楊偉;陳勝洲;薛建軍;胡新發(fā);夏信德;林維明;;不同碳氣凝膠導電劑對Li-MnO_2電池性能的影響[J];華南理工大學學報(自然科學版);2015年06期

8 趙廷凱;鄧嬌嬌;折勝飛;李鐵虎;;碳納米管和石墨烯在鋰離子電池負極材料中的應用[J];炭素技術;2015年03期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 曾延波;新型表面分子印跡和識別聚合物材料的制備及其在電化學傳感器的應用研究[D];華東師范大學;2013年

2 徐桂良;多電子反應電極材料的結構調(diào)控和儲鋰性能研究[D];廈門大學;2014年

3 李飛;核殼結構復合電極的設計、制備及其電化學儲能特性研究[D];蘭州大學;2014年

4 鄧龍征;磷酸鐵鋰正極材料制備及其應用的研究[D];北京理工大學;2014年

5 龔春麗;新型磷酸鐵鋰復合正極材料的制備與性能研究[D];華中科技大學;2014年

6 田俊平;基于碳納米材料的微囊藻毒素-LR免疫傳感方法研究[D];大連理工大學;2015年

7 陳偉;共價誘導的多酸分子有序組裝及性能研究[D];北京化工大學;2014年

8 王黎麗;碳與儲鋰納米材料的復合及電化學性能研究[D];中國科學技術大學;2015年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 田靜;新型鋰離子電池負極材料CuCrO_2及其復合物的制備及性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

2 周慧娟;CNT@TiO_2納米電纜復合材料的制備及其電化學性能研究[D];新疆大學;2013年

3 邱蘭;新型碳材料及其復合材料的制備與電化學性能研究[D];南京航空航天大學;2013年

4 劉洋;硫化銅及硫化亞銅作為鋰離子電池負極材料的研究[D];吉林大學;2014年

5 孫曉蕾;碳納米管負載SnO_2納米顆粒乙醇氣敏特性研究[D];黑龍江大學;2014年

6 孫曉然;納米碳/磷酸鐵鋰復合材料的原位合成及其在鋰離子電池中的應用[D];天津大學;2013年

7 姚軍;磷酸鐵鋰/晶須狀碳納米管復合材料制備及其電化學性能研究[D];南昌大學;2014年

8 張U，

本文編號：639026