金屬/六亞甲基四胺配位骨架衍生的富氮炭材料及其儲(chǔ)鈉性能
發(fā)布時(shí)間:2021-01-20 04:03
由于鈉資源豐富、價(jià)格低廉等原因,鈉離子電池被認(rèn)為是極具潛力的下一代大規(guī)模電化學(xué)儲(chǔ)能器件。電極材料在整個(gè)電池體系中發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。在眾多鈉離子電池電極材料中,炭材料是最常用也是最接近商業(yè)化應(yīng)用的負(fù)極材料。然而,炭材料由于本身反應(yīng)活性的缺乏以及弱的極性,在一定程度上限制了其實(shí)際應(yīng)用。因此,往往需要對(duì)炭材料進(jìn)行改性處理。氮摻雜可以有效的調(diào)節(jié)炭材料的電子結(jié)構(gòu)以及表面特性,從而增強(qiáng)電子的轉(zhuǎn)移能力和離子的擴(kuò)散性能,有利于鈉離子的存儲(chǔ)。然而如何制備結(jié)構(gòu)可控、高氮摻雜含量的炭材料是目前面臨的挑戰(zhàn)。近年來(lái),金屬有機(jī)骨架材料(Metal-organic frameworks,MOFs)衍生的炭基材料得到了廣泛的關(guān)注。由于MOFs中有機(jī)配體具有高度可選擇性,因此可以很容易制備雜原子摻雜的炭基材料。但是對(duì)于氮摻雜炭材料而言,常用的MOFs前驅(qū)體主要集中在沸石咪唑酯骨架(ZIFs)系列上,其固有的配位模式很大程度上限制了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)性,所制備的炭材料形貌結(jié)構(gòu)一般為單一的多面體;诖,本論文著眼于研究新的高效的含氮配體,擴(kuò)展MOFs衍生含氮炭材料的范圍。六亞甲基四胺(hexamine,HMT)是含有四個(gè)氮原子...
【文章來(lái)源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:163 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1鋰/鈉離子電池工作原理[5]
圖1-2?(a)逐年關(guān)于鈉離子電池負(fù)極材料發(fā)表論文的概況;(b)負(fù)極材料種類及所占的百分比??
?北京化工大學(xué)博士學(xué)位論文???略不計(jì)t42,43]。Stevens等人t44]報(bào)道鈉離子不能像鋰離子一樣,占據(jù)鋰離子在石墨層間的??插層位點(diǎn),而會(huì)傾向于在石墨表面以鈉金屬的形式沉積下來(lái)。通過排除石墨表面鈉金??屬的可逆沉積/剝離的容量貢獻(xiàn),能夠可逆地嵌入石墨層中的鈉含量是非常小的(約為??NaC186)(圖1-3)。當(dāng)進(jìn)一步將石墨和金屬鈉放在一起在400°C下進(jìn)行加熱[45],也只??能得到NaC64層間化合物,表明了石墨中差的鈉離子存儲(chǔ)能力。??'T-1— ̄1—'—'—'*" ̄' ̄1—'?^???*?*?*??x?M?A?umvm?.??????A?i?,???%?\???繊幽??*?????0?0??O?100?200?300?400?SOO?———??Jj一二:…?■二-r:「丁,????]?_*_?***?-細(xì)?fli????5,.??.?::PC?又^?f丨?^?*??????5?1?\?^.Ljizzzrj?i\?—?—?麟齡*r嘗麻?*?_???3?\?t??n?m?*??\?\??|?\\?_?纊.魯曹雜黎?1????2?at'■?,.?.一—^??0?扣?40?100?A?mffmmA?游.?6??1>(^?時(shí)歉熱onco。停悖恚??C?????d?r———————一一一^^1?Q?????一?MC電?I?M#tal??\? ̄>mc8?S?〇?I?\?--叫…??i?'?I?j?I?/?\??Io.s.?:?、?I86,?'?<?|?§?/?\??I?\\?,?14?|?士一?乂?■??^?V\?
本文編號(hào):2988330
【文章來(lái)源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:163 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1鋰/鈉離子電池工作原理[5]
圖1-2?(a)逐年關(guān)于鈉離子電池負(fù)極材料發(fā)表論文的概況;(b)負(fù)極材料種類及所占的百分比??
?北京化工大學(xué)博士學(xué)位論文???略不計(jì)t42,43]。Stevens等人t44]報(bào)道鈉離子不能像鋰離子一樣,占據(jù)鋰離子在石墨層間的??插層位點(diǎn),而會(huì)傾向于在石墨表面以鈉金屬的形式沉積下來(lái)。通過排除石墨表面鈉金??屬的可逆沉積/剝離的容量貢獻(xiàn),能夠可逆地嵌入石墨層中的鈉含量是非常小的(約為??NaC186)(圖1-3)。當(dāng)進(jìn)一步將石墨和金屬鈉放在一起在400°C下進(jìn)行加熱[45],也只??能得到NaC64層間化合物,表明了石墨中差的鈉離子存儲(chǔ)能力。??'T-1— ̄1—'—'—'*" ̄' ̄1—'?^???*?*?*??x?M?A?umvm?.??????A?i?,???%?\???繊幽??*?????0?0??O?100?200?300?400?SOO?———??Jj一二:…?■二-r:「丁,????]?_*_?***?-細(xì)?fli????5,.??.?::PC?又^?f丨?^?*??????5?1?\?^.Ljizzzrj?i\?—?—?麟齡*r嘗麻?*?_???3?\?t??n?m?*??\?\??|?\\?_?纊.魯曹雜黎?1????2?at'■?,.?.一—^??0?扣?40?100?A?mffmmA?游.?6??1>(^?時(shí)歉熱onco。停悖恚??C?????d?r———————一一一^^1?Q?????一?MC電?I?M#tal??\? ̄>mc8?S?〇?I?\?--叫…??i?'?I?j?I?/?\??Io.s.?:?、?I86,?'?<?|?§?/?\??I?\\?,?14?|?士一?乂?■??^?V\?
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