基于阳极氧化物纳米管膜的光、电应用性能研究

发布时间：2018-02-16 17:15

本文关键词： 阳极氧化三维包覆掺杂光催化锂离子电池　出处：《武汉纺织大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：多孔阳极氧化铝膜由于具有纳米孔尺寸可控、制备工艺稳定、生产成本低廉的特点,而受到青睐。阳极氧化铝用途广泛,在工业上的应用已有近百年的历史。本文通过两步阳极氧化法在铝片和铝纤维布上制备了高规整度的多孔阳极氧化铝膜(PAA)。采用SEM和TEM检测了室温下和600°C煅烧后形貌,研究了PAA膜的热稳定性。本文还对铝片上PAA膜经过不同温度(100-600°C)煅烧后的光致发光性能和铝纤维布上PAA在罗丹明B染色前后的光致发光性能进行了研究。结果表明,随着煅烧温度增加,铝片上PAA的光致发光强度首先增加,并在500°C达到最大值,然后随着温度的增加而减弱。将生长PAA的铝纤维布在罗丹明B中浸泡后,样品由白色变为红色,光致发光光谱中在580 nm处出现了一个来源于罗丹明B的新峰。阳极氧化钛纳米管有比表面积大的优势,用作光催化材料时,具有比传统氧化钛更优异的性能,本文采用两步阳极氧化法在钛纤维布上制备了TiO2纳米管。在120°C下溶液热反应将TiO2纳米管由无定型结构转变为锐钛矿型。另外将其在饱和乙酸锌溶液浸泡后再进行热反应,得到ZnO-TiO2纳米复合物。将复合物用作光催化剂时,通过60 min紫外照射,能够将pH=10、浓度为20 mg L-1的甲基橙溶液完全降解。进一步分离并检测了降解产物,研究了光催化过程。本实验结果对大规模处理染料废水具有一定的指导意义。锂离子电池是一种前景广阔的储能方式,采用纳米电极材料具有比表面积大、扩散路径短的优势,而被广泛采纳。本文采用机械压注法将锡压入制备好的规整PAA膜纳米孔中,然后将PAA膜部分溶解,制备了氧化铝包覆的锡纳米线,接着将其与碳混合研磨,制备了锡-氧化铝-碳复合材料。在充放电过程中,氧化铝能够保持复合物的结构完整,而且引入的碳材料能够提高电极的导电性。将其用于锂离子电池中,表现出好的循环和倍率性能,在电流密度为30、200、500 mA g-1时,锡-氧化铝-碳纳米复合物电极的首次充放电容量分别为(1938.4,1463.3 mA h g-1)、(1875.4,1360.4 mA h g-1)和(1819.7,1067.5mA h g-1),100次循环后,电流电流密度为200和500 mA g-1时的容量保持分别为1063.3 mA h g-1和834.2 mA h g-1。
[Abstract]:A porous anodic aluminum oxide film ( PAA ) was prepared by two - step anodic oxidation method . The current density at 200 and 500 mA g - 1 is maintained at 106.3 mA h g - 1 and 834.2 mA h g - 1 , respectively .

【学位授予单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;TM912

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