熔盐电解—刻蚀制备碳基材料新技术
发布时间：2021-01-29 13:51
多孔结构碳纳米材料的可控制备及储能应用已成为国家优先发展领域之一,其中,碳材料的多尺度结构设计、精准构筑以及在超级电容器中的表现成为研究核心。本文提出一条由MOx/C→MC→新型碳材料的连续闭路全新集成技术路线。通过熔盐电解合成与刻蚀共同作用,实现双重结构碳材料的可控制备,从而克服材料特性的单一尺度依赖,达到双重结构的功能集成。本文以低廉金属氧化物/碳源为前驱体,首先通过SOM法熔盐电解合成第一重一维结构金属碳化物,然后通过高温熔盐电化学原位刻蚀形成第二重多孔结构,探索的电化学短流程集成技术路线,将以期制备全新低维多孔结构碳材料,实现功能复合及高值应用,并对这些材料可控制备条件、形貌、结构、组成、电化学性能等进行了详细的分析和研究,得出了一些有意义的结论:（1）以微米级金属氧化物和纳米级金属氧化物、以及微米级碳粉和纳米级碳粉为原料前驱体,进行了透氧膜辅助可控合成微纳米级金属碳化物及多元复合材料研究,成功的制备了SiC、TiC及Ti-Si-C复合材料,制备的SiC为纳米线结构,其余金属碳化物为微纳米级球状颗粒结构。同时,将SiO2/TiO
【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
不同电化学储能器件的比能量和比功率对比图
学位论文污染和能耗，近年来国际上出现了很多新方法，进入新世纪以代表的熔盐点脱氧技术兴起[8,9]。 年 D. J. Fray，T. W. Farthing 和 G. Z. Chen 在 Nature 上发表相ray-Farthing-Chen (FFC) 剑桥法为代表的新时期熔盐电解法逐的重点。该方法是一种工序简单、节约成本、可连续化生产、材料的生产工艺，适用于制备难熔金属及合金。因此，FFC—来就成为国内外制备各种纯金属和合金的研究热点[10-16]。其工示。
图 1.3 电解还原 TiO2的装置图Fig.1.3 Schematic diagram of electrochemical reduction of TiO是对传统熔盐电解方法的技术或者工艺上的改进， 工艺流程短，省去了传统工艺中的氯化、精制 TiCl2和真空蒸馏等复杂工序，可大大降低海绵钛的成本的起点，成为钛及其它高熔点金属生产工艺的一次提供了新的视角和手段，在国内外探索利用熔盐电起很大的反响。目前该法已经成功应用于制备 Ti、C 以及等其金属及合金领域[17-22]。然而，相关研究仍面临着电解电压较小，阳极易烧损，有副反应发生法是本世纪初兴起的一种短流程、过程可控、节能及合金技术。该方法由美国波士顿大学的 U.B.Pal由 MgO 直接电解制备获得金属 Mg[23]。相比于 F
【参考文献】：
期刊论文
[1]熔盐的应用及发展前景[J]. 张士宪,赵晓萍,时彦林. 中小企业管理与科技(中旬刊). 2017(05)
[2]碳化硅衍生碳/球形天然石墨复合材料的制备及其结构调控[J]. 杜雪莲,丛野,姜露,李轩科,崔正威,董志军,袁观明,张江. 物理化学学报. 2015(03)
[3]SOM法从Co3O4制备金属Co[J]. 谷山林,邹星礼,鲁雄刚. 功能材料. 2014(20)
[4]熔盐电解SiO2/C直接制备SiC纳米线[J]. 赵春荣,杨娟玉,卢世刚. 无机化学学报. 2013(12)
[5]熔盐电解制备难熔金属及合金的回顾与展望[J]. 鲁雄刚,邹星礼. 自然杂志. 2013(02)
[6]新型储能材料——石墨烯的储能特性及其前景展望[J]. 杨全红,唐致远. 电源技术. 2009(04)
[7]可用至3.5V的碳纳米管阵列超级电容器[J]. 张浩,曹高萍,杨裕生,顾镇南,徐斌,张文峰. 电化学. 2008(02)
[8]超级电容器用炭材料的研究进展[J]. 袁定胜,胡向春,刘应亮,杨创涛. 电池. 2007(06)
[9]表面官能团及OH-对炭电极电容性能的影响[J]. 文越华,程杰,曹高萍,杨裕生. 电池. 2006(05)
[10]碳纳米管微结构的改变对其容量性能的影响[J]. 江奇,卢晓英,赵勇,于作龙. 物理化学学报. 2004(05)
本文编号：3006995
【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
不同电化学储能器件的比能量和比功率对比图
学位论文污染和能耗，近年来国际上出现了很多新方法，进入新世纪以代表的熔盐点脱氧技术兴起[8,9]。 年 D. J. Fray，T. W. Farthing 和 G. Z. Chen 在 Nature 上发表相ray-Farthing-Chen (FFC) 剑桥法为代表的新时期熔盐电解法逐的重点。该方法是一种工序简单、节约成本、可连续化生产、材料的生产工艺，适用于制备难熔金属及合金。因此，FFC—来就成为国内外制备各种纯金属和合金的研究热点[10-16]。其工示。
图 1.3 电解还原 TiO2的装置图Fig.1.3 Schematic diagram of electrochemical reduction of TiO是对传统熔盐电解方法的技术或者工艺上的改进， 工艺流程短，省去了传统工艺中的氯化、精制 TiCl2和真空蒸馏等复杂工序，可大大降低海绵钛的成本的起点，成为钛及其它高熔点金属生产工艺的一次提供了新的视角和手段，在国内外探索利用熔盐电起很大的反响。目前该法已经成功应用于制备 Ti、C 以及等其金属及合金领域[17-22]。然而，相关研究仍面临着电解电压较小，阳极易烧损，有副反应发生法是本世纪初兴起的一种短流程、过程可控、节能及合金技术。该方法由美国波士顿大学的 U.B.Pal由 MgO 直接电解制备获得金属 Mg[23]。相比于 F
【参考文献】：
期刊论文
[1]熔盐的应用及发展前景[J]. 张士宪,赵晓萍,时彦林. 中小企业管理与科技(中旬刊). 2017(05)
[2]碳化硅衍生碳/球形天然石墨复合材料的制备及其结构调控[J]. 杜雪莲,丛野,姜露,李轩科,崔正威,董志军,袁观明,张江. 物理化学学报. 2015(03)
[3]SOM法从Co3O4制备金属Co[J]. 谷山林,邹星礼,鲁雄刚. 功能材料. 2014(20)
[4]熔盐电解SiO2/C直接制备SiC纳米线[J]. 赵春荣,杨娟玉,卢世刚. 无机化学学报. 2013(12)
[5]熔盐电解制备难熔金属及合金的回顾与展望[J]. 鲁雄刚,邹星礼. 自然杂志. 2013(02)
[6]新型储能材料——石墨烯的储能特性及其前景展望[J]. 杨全红,唐致远. 电源技术. 2009(04)
[7]可用至3.5V的碳纳米管阵列超级电容器[J]. 张浩,曹高萍,杨裕生,顾镇南,徐斌,张文峰. 电化学. 2008(02)
[8]超级电容器用炭材料的研究进展[J]. 袁定胜,胡向春,刘应亮,杨创涛. 电池. 2007(06)
[9]表面官能团及OH-对炭电极电容性能的影响[J]. 文越华,程杰,曹高萍,杨裕生. 电池. 2006(05)
[10]碳纳米管微结构的改变对其容量性能的影响[J]. 江奇,卢晓英,赵勇,于作龙. 物理化学学报. 2004(05)
本文编号：3006995
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