喷雾热解制备微纳材料及其电化学性能研究

发布时间：2021-01-07 00:17

　　近年来,微纳结构材料因其既有体相材料的特点又具有纳米材料的纳米尺寸效应,在电催化以及锂离子电池领域得到广泛的应用。然而,目前常见的微纳结构材料由于制备成本的高昂以及其他的因素（如低效的产率,复杂繁琐的合成步骤）不能实现规模化生产。因此急切需要找到一种可行的工业化制备方法来实现材料的商业化应用。经过近半个世纪的摸索,喷雾热解法已经被发展成为可规模化且在线连续生产材料的工艺,广泛应用于燃料电池,光催化,显示器,传感器,生物陶瓷,电池等领域。受此启发,我们尝试利用喷雾热解法制备微纳结构材料,并研究材料在电化学领域的应用。（1）为了应对制备高活性非贵金属电解水催化剂的挑战,我们通过一种可产业化的喷雾热解工艺制备出具有核壳结构的Ni₃Fe/Ni₃FeN催化剂,并表现出优异的析氢析氧性能。在10 mA cm^-2电流密度下,其析氧/析氢过电位分别为268mV,和166 mV,全解水过电位只有1.62 V,并具备持久的电化学稳定性。我们的工作不仅为合成性能优异的全解水催化剂提供了一种新的制备方法,而且也具有商业化应用的潜力。（2）我们利... 

【文章来源】：南昌航空大学江西省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

通过加入不同量的苯酚制备出项链状结构的PFR@Te材料的电镜图:(a)0.03mmol;(b)

纳米颗粒均匀的分布在石墨烯支撑的相互交联的导电网络中，表现出优异的倍率性能和循环稳定性。图1-2 不同冷冻速率下制备3D石墨烯海绵结构1.2.2.3 静电纺丝静电纺丝是指在高电压的静电场中，带电荷的高分子溶液被拉制成丝的过程。常将具有电化学活性纳米粒子或金属离子分散在高分子溶液中，通过纺丝以及随后的碳化得到具有高比表面积，高导电性，高电化学活性的纤维复合材料。楼雄文组[23]将沸石咪唑酸酯骨架(ZIF-8)纳米颗粒分散在聚丙烯腈(PAN)溶液中，利用

2纳米颗粒，将复合膜应用于超级电容器领域，表现出良好的电容性能。图1-3 静电纺丝制备空心粒子基氮掺杂碳纳米纤维(HPCNFs-N)1.2.2.4 气相沉积气相沉积是指利用物质在气相中发生一系列的物理、化学反应制备纳米材料的一种方法，可分为化学气相沉积、物理气相沉积和等离子体气相沉积，所制备的材料具有速度快，纯度高，缺陷少等特点[26]。在电化学领域中，常用于各种碳材料(石墨烯，碳纳米管等)的制备，以及对纳米粒子的包覆形成多层微纳结构材料。南京邮电大学董晓臣团队[27]使用泡沫镍作为基底，无水乙醇作为碳源，利用气相沉积方法，在泡沫镍基底上生长石墨烯，去除泡沫镍基底后得到 3D 石墨烯泡沫材料（如图 1-4）。祝红丽团队[26]同样利用气相沉积的 3D 石墨烯泡沫原位负载 1T MoS2得到一种 1T MoS2/石墨烯/ MoS2三明治结构的复合材料


本文编号：2961515