本文關(guān)鍵詞：模板法構(gòu)筑鉍、硒、碳納米線陣列電極材料及其電化學(xué)性能研究　出處：《武漢紡織大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：鋰離子電極材料的研究是解決當(dāng)前能源危機(jī)和提高二次能源體系應(yīng)用潛力的關(guān)鍵。將一維納米結(jié)構(gòu)與電極材料結(jié)合,可從根本上影響著電極材料的性能。目前有多種制備一維電極材料的方法,包括溶膠-凝膠法、氣相沉積法、溶液法等。然而,成本低廉、工藝簡單的實現(xiàn)一維納米材料的規(guī)模批量化生產(chǎn)仍有困難。本論文提出一種利用陽極氧化鋁(AAO)模板實現(xiàn)規(guī)�；苽浣Y(jié)構(gòu)規(guī)整、高度取向的金屬、非金屬以及聚合物納米線材料。具體為:采用陽極氧化法制備AAO模板,采用機(jī)械液壓法將熔融的金屬(如鉍)、非金屬(如硒)、高分子凝膠(如聚丙烯腈凝膠),壓入AAO納米孔,冷卻干燥后去除AAO模板得到對應(yīng)納米線陣列材料。將制得的納米線作為鋰電或鈉電電極材料測試其電化學(xué)性能,并研究這些納米電極材料的儲鋰或儲鈉機(jī)理。金屬鉍(Bi)納米線的制備。通過XRD檢測表明通過機(jī)械液壓法制備的金屬鉍(Bi)納米線是高度規(guī)整的斜六方單晶結(jié)構(gòu)。將制備得到的Bi納米線與碳黑連續(xù)研磨形成Bi/C納米復(fù)合材料應(yīng)用于鋰電和鈉電電極材料。通過非原位XRD表征Bi/C納米復(fù)合材料作為鋰電和鈉電電極材料時在充放電過程中的反應(yīng)機(jī)理。結(jié)果表明:Bi/C納米復(fù)合材料與Li+的反應(yīng)機(jī)理是Bi與Li+離子反應(yīng)形成鋰鉍合金及其還原的過程,與Na+的反應(yīng)機(jī)理是Na+離子在Bi晶格中嵌入-脫出的過程。非金屬硒(Se)納米線的制備。將熔融的Se注入AAO模板中,待冷卻固化、去除模板后即可得到Se納米線陣列。對Se納米線的熱穩(wěn)定性和電化學(xué)性能進(jìn)行了詳細(xì)的討論。結(jié)果表明:因納米尺寸效應(yīng),Se納米線的熔點較普通Se粉的熔點低,且Se納米線在儲鋰過程因結(jié)構(gòu)應(yīng)力或易變?yōu)榉蔷ЫY(jié)構(gòu)而具有更高儲鋰比容量和更好的循環(huán)壽命。為低成本、簡單規(guī)�；苽涞腿埸c(650oC)的非金屬(S,Se,Te等)及其化合物納米線材料具有重要的指導(dǎo)意義。聚合物納米線的制備。通過機(jī)械液壓法將聚丙烯腈(PAN)凝膠壓入AAO模板中可制備PAN納米線陣列,為制備高分子納米線提供了一種新思路。通過高溫碳化,可直接得到多孔的富氮碳納米線材料。此種富氮碳納米線陣列表現(xiàn)出高的儲鋰容量和優(yōu)異的倍率性能。這種富氮碳納米線材料結(jié)合了納米陣列結(jié)構(gòu)、多孔結(jié)構(gòu)以及大量氮摻雜的特點,使其在催化、超級電容器和氫存儲等領(lǐng)域也有應(yīng)用潛力。
【學(xué)位授予單位】：武漢紡織大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB383.1;TM912

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1 雷淑華;林健;黃文e，

本文編號：1322813