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碳二氧化钛纳米管及芴基染料的合成和性能研究

发布时间:2018-04-14 18:42

  本文选题:二氧化钛纳米管 + 包覆碳的二氧化钛纳米管 ; 参考:《湘潭大学》2015年硕士论文


【摘要】:二氧化钛纳米管(Titanium Dioxide Nanotubes,TiO2-NTs)是一种半导体纳米材料,其孔径2~20 nm,大小基本一致,并且分布高度有序。近年来,二氧化钛纳米管阵列,纳米纤维,纳米棒,纳米片等引起了大家的广泛研究热情。而二氧化钛纳米管更是在光电池、锂电池、光催化剂、传感器等热点领域发挥着至关重要的作用。采用两步阳极氧化法(two-step anodization),以乙二醇,氟化铵,水为电解液制备出了高度有序的二氧化钛纳米管(TiO2 Nanotubes,TiO2-NTs)及内包覆碳的二氧化钛纳米管(Carbon inner-coated TiO2 Nanotubes,C-TiO2-NTs)。二氧化钛纳米管制备工艺:(退火→除油→刻蚀→洗涤)、阳极氧化(稳流氧化→除膜→稳压氧化)和后续处理(退火→膜剥离→制备成锂离子电池);内包覆碳的二氧化钛纳米管制备工艺:(除油→刻蚀→洗涤)、阳极氧化(恒压氧化→除膜→恒压氧化)和后续处理(葡萄糖处理→退火→膜剥离→制备成锂离子电池)。用扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察分析了纳米管的微观结构形貌。通过调整电解时间,温度及浸泡于葡萄糖中的时间调控管径、管长及碳包覆情况。利用X射线衍射仪(XRD)证实了管内含有碳,热重分析(TGA)确定了含碳量。制备成锂离子电池后,对其进行了充放电、电化学阻抗、CV、循环次数等性能的测试。设计并合成了两个以二芴胺为给体及以两个三苯胺为给体的敏化剂。通过NMR、MALDI-TOF、UV、荧光、CV等测试对其结构及光学性能、电化学性能进行了表针。做成器件后,测定DSCs光电转换效率。结果表明:作为锂离子电池阳极材料,内包覆碳的二氧化钛纳米管在比电容、可逆性、循环性能等方面,明显优于普通二氧化碳纳米管;引入二芴胺后,染料D2、D4光谱吸收范围变大,光电转换效率提高;相较于喹喔啉,引入苯并噻二唑,染料D3、D4光谱吸收范围也变大,光电转换效率提高。
[Abstract]:Titanium Dioxide Nanotubesn TIO _ 2-NTs is a kind of semiconductor nanomaterials with a pore size of 20 nm, the same size and highly ordered distribution.In recent years, titanium dioxide nanotube arrays, nanofibers, nanorods and nanochips have attracted extensive research enthusiasm.Titanium dioxide nanotubes play an important role in photocell, lithium battery, photocatalyst, sensor and so on.Two-step anodization method was used to prepare highly ordered TIO _ 2 nanotubes (TIO _ 2 / TIO _ 2-NTs) and carbon inner-coated TiO2 nanotubes (carbon inner-coated TiO2 nanotubes) and C-TiO _ 2-NTs by using ethylene glycol, ammonium fluoride and water as electrolyte.Preparation process of TIO _ 2 nanotubes: preparation of Li-ion Battery by annealing / etching, anodic Oxidation (stabilized current Oxidation) and subsequent treatment (annealing / stripping / stripping) to form Lithium Ion BatteryLithium ion batteries were prepared by the preparation of titanium oxide nanotubes by W (oil removal etching and washing, anodic oxidation (constant voltage oxidation), constant pressure oxidation) and subsequent treatment (glucose treatment, annealing and film stripping).Scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) were used to observe and analyze the microstructure and morphology of nanotubes.The tube diameter, tube length and carbon coating were regulated by adjusting electrolysis time, temperature and time of immersion in glucose.The carbon content in the tube was confirmed by X-ray diffractometer (XRD) and the carbon content was determined by thermogravimetric analysis (TGA).The charge-discharge electrochemical impedance CVand cycle times of the lithium-ion battery were tested.Two sensitizers with difluorene as donor and trianiline as donor were designed and synthesized.The structure, optical properties and electrochemical properties were measured by NMR-MALDI-TOF UV, fluorescence CV and so on.The photoelectric conversion efficiency of DSCs was measured after the device was made.The results show that the carbon coated titanium dioxide nanotubes are superior to ordinary carbon dioxide nanotubes in specific capacitance, reversibility and cycling performance.Compared with quinoxaline, the absorption range of dye D _ (2) O _ (2) D _ (4) and the photoelectric conversion efficiency of dye D _ (3) O _ (4) increase compared with that of quinoxaline.
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ610.1;TB383.1

【共引文献】

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本文编号:1750542

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