一步法合成碳复合金属磷化物纳米材料及其电化学性能研究

发布时间：2021-03-13 15:45

　　过渡金属磷化物,尤其是单磷和多磷相过渡金属磷化物具有优异的催化和电化学等性能,在催化及能量存储与转换等领域将有广泛的应用前景。本论文基于构建和发展相对温和的一步法合成路线实现碳复合单磷相和富磷相过渡金属磷化物纳米结构的组装,研究所制备的纳米复合材料的形成机理,及其作为锂离子电池负极材料和电解水催化剂的电化学性能。本论文的主要研究内容概括如下：1.发展了碳复合FeP纳米材料的一步合成法,并研究了其作为锂离子电池负极材料的电化学机理和锂储存性能。以三苯基磷为磷源和溶剂,以二茂铁为铁源,在390℃相对温和条件下于封闭石英玻璃管中一步反应成功制备出碳复合的FeP纳米材料。详细的成分和结构表征得出该复合材料是由无定型碳包裹的FeP纳米棒组成。作为锂离子电池的负极材料,该复合材料在循环过程中有一个容量明显上升的趋势。机理研究表明：因为大量无定形碳层的包覆（-50%wt）使得活性物质FeP纳米棒在锂化过程中发生动力学上的滞后现象,所以随着循环的进行,包覆在碳中的FeP纳米棒逐渐被锂化从而引起容量的上升。同时,与文献中纯FeP电极材料相比,该FeP@C纳米复合材料表现出较高的放电比容量和稳定持久的循环... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

-丨左图（a-c):碳层包覆颗粒和无碳层包覆颗粒上电子和锂离子传导/扩散示意图》(a)

图1-2有无包覆层保护的活性物质颗粒在空气和电解液中的稳定性[62]。3)独特的物理性质。碳材料具有很多独特的物理性质，比如各向异性导电密度，高机械强度，结构柔性等等。当作为包覆材料时，它们很容易在活表面形成薄膜层状物（如图l-3a-c所示）。相比之下，金属氧化物包覆层

%图1-3 (a-c)碳材料包覆层和（d)金属氧化物包覆层对底物几何形状的适应性示意图[62]。(4)成本低廉。碳是地球上含量最多的元素之一，很多种类的廉价碳源均可作为碳前驱源来包覆负极材料。如糖、树脂、浙青、聚合物和碳氢化合物。同时，在负极材料的表面实现碳的包覆途径也很多，包括：化学气相沉积，溶胶-凝胶7


本文编号：3080493