锂离子电池负极用二维纳米GO/Ti 3 C 2 T x 复合材料的电化学性能
发布时间：2021-08-08 17:15
MXene是指通过腐蚀三元层状陶瓷MAX相而得到的碳化物和/或氮化物,因其具有独特的电学和磁学性能和类石墨烯的层片结构,在催化领域、储能领域和复合材料领域都有着广阔的应用前景和研究空间。本文选用MAX相中的312相—Ti3Al C2作为前驱体,用HF酸对其腐蚀不同时间,得到最佳腐蚀工艺后对腐蚀产物进行液相剥离,得到片层较少的Ti3C2Tx片（T代表-O,-OH,-F官能团）。为了改善Ti3C2Tx的电化学性能,将氧化石墨烯（GO）和Ti3C 2T x复合,研究氧化石墨烯（GO）的添加量和还原处理对复合材料的物相组成、显微组织形貌,价态分布和电化学性能的影响。采用40wt.%的HF酸对Ti3Al C2腐蚀不同时间（2h,4h,8h,24h）,最佳腐蚀时间为24h,Al原子层被完全腐蚀掉,获得了具有较大层片间距的粉体。对腐蚀24h的粉体进行液相剥离,得到层片数较少的Ti3C2Tx纳米片,纳米片在电镜下呈透明状态,且边缘出现卷曲的现象。通过剥离后混合超声的方法,将氧化石墨烯（GO）与Ti3C2Tx复合,得到了氧化石墨烯（GO）添加量为10wt.%40wt.%的GO/Ti...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 二维材料
1.2.1 二维材料的分类
1.2.2 二维材料的制备方法
1.2.3 二维材料的应用
1.3 MXene材料
1.3.1 MAX相陶瓷
1.3.2 MXene的制备及性能
1.3.3 MXene复合材料及其在锂离子电池方面的应用研究
1.4 主要研究内容
第2章 试验与分析测试方法
2.1 试验原料
2.2 制备工艺
2.2.1 Ti_3AlC_2的制备
2.2.2 Ti_3AlC_2的腐蚀
2.2.3 Ti_3C_2T_x纳米片的液相剥离
2.2.4 GO/Ti_3C_2T_x复合材料的制备
2.2.5 GO/Ti_3C_2T_x复合材料的还原处理
2.3 表征方法
2.3.1 XRD物相分析
2.3.2 扫描电子显微镜形貌观察
2.3.3 透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜观察
2.3.4 气体吸附分析
2.3.5 X射线光电子能谱分析
2.3.6 电化学性能测试
第3章 Ti_3C_2T_x材料的制备及表征
3.1 引言
3.2 腐蚀时间对Ti_3AlC_2分层的影响
3.2.1 腐蚀时间对腐蚀产物物相组成的影响
3.2.2 腐蚀时间对腐蚀产物显微组织形貌的影响
3.2.3 腐蚀时间对腐蚀产物价态分布的影响
3.3 Ti_3C_2T_x粉体的液相剥离
3.3.1 液相剥离对Ti_3C_2T_x粉体物相组成的影响
3.3.2 液相剥离对Ti_3C_2T_x粉体显微组织的影响
3.3.3 液相剥离对Ti_3C_2T_x粉体比表面积的影响
3.4 本章小结
第4章 GO/Ti_3C_2T_x复合材料的电化学性能
4.1 引言
4.2 GO添加量对GO/Ti_3C_2T_x显微组织结构的影响
4.2.1 GO添加量对复合材料物相组成的影响
4.2.2 GO添加量对复合材料显微组织形貌的影响
4.2.3 GO添加量对复合材料价态分布的影响
4.3 GO添加量对GO/Ti_3C_2T_x复合材料电化学性能的影响
4.3.1 GO添加量对复合材料充放电性能的影响
4.3.2 GO添加量对复合材料循环性能的影响
4.3.3 GO添加量对复合材料倍率特性的影响
4.4 本章小结
第5章 还原处理对GO/Ti_3C_2T_x复合材料显微组织结构和电化学性能的影响
5.1 引言
5.2 还原处理对GO/Ti_3C_2T_x复合材料显微组织的影响
5.2.1 还原处理对复合材料物相组成的影响
5.2.2 还原处理对复合材料显微组织形貌的影响
5.2.3 还原处理对复合材料价态分布的影响
5.3 还原处理对GO/Ti_3C_2T_x复合材料电化学性能的影响
5.3.1 还原处理对复合材料充放电性能的影响
5.3.2 还原处理对复合材料循环性能的影响
5.3.3 还原处理对复合材料倍率特性的影响
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所获得的科研成果
致谢
【参考文献】：
硕士论文
[1]二维层状Ti3C2纳米片的液相剥离及在LIBs中的充放电特性[D]. 孙亚健.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3330353
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 二维材料
1.2.1 二维材料的分类
1.2.2 二维材料的制备方法
1.2.3 二维材料的应用
1.3 MXene材料
1.3.1 MAX相陶瓷
1.3.2 MXene的制备及性能
1.3.3 MXene复合材料及其在锂离子电池方面的应用研究
1.4 主要研究内容
第2章 试验与分析测试方法
2.1 试验原料
2.2 制备工艺
2.2.1 Ti_3AlC_2的制备
2.2.2 Ti_3AlC_2的腐蚀
2.2.3 Ti_3C_2T_x纳米片的液相剥离
2.2.4 GO/Ti_3C_2T_x复合材料的制备
2.2.5 GO/Ti_3C_2T_x复合材料的还原处理
2.3 表征方法
2.3.1 XRD物相分析
2.3.2 扫描电子显微镜形貌观察
2.3.3 透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜观察
2.3.4 气体吸附分析
2.3.5 X射线光电子能谱分析
2.3.6 电化学性能测试
第3章 Ti_3C_2T_x材料的制备及表征
3.1 引言
3.2 腐蚀时间对Ti_3AlC_2分层的影响
3.2.1 腐蚀时间对腐蚀产物物相组成的影响
3.2.2 腐蚀时间对腐蚀产物显微组织形貌的影响
3.2.3 腐蚀时间对腐蚀产物价态分布的影响
3.3 Ti_3C_2T_x粉体的液相剥离
3.3.1 液相剥离对Ti_3C_2T_x粉体物相组成的影响
3.3.2 液相剥离对Ti_3C_2T_x粉体显微组织的影响
3.3.3 液相剥离对Ti_3C_2T_x粉体比表面积的影响
3.4 本章小结
第4章 GO/Ti_3C_2T_x复合材料的电化学性能
4.1 引言
4.2 GO添加量对GO/Ti_3C_2T_x显微组织结构的影响
4.2.1 GO添加量对复合材料物相组成的影响
4.2.2 GO添加量对复合材料显微组织形貌的影响
4.2.3 GO添加量对复合材料价态分布的影响
4.3 GO添加量对GO/Ti_3C_2T_x复合材料电化学性能的影响
4.3.1 GO添加量对复合材料充放电性能的影响
4.3.2 GO添加量对复合材料循环性能的影响
4.3.3 GO添加量对复合材料倍率特性的影响
4.4 本章小结
第5章 还原处理对GO/Ti_3C_2T_x复合材料显微组织结构和电化学性能的影响
5.1 引言
5.2 还原处理对GO/Ti_3C_2T_x复合材料显微组织的影响
5.2.1 还原处理对复合材料物相组成的影响
5.2.2 还原处理对复合材料显微组织形貌的影响
5.2.3 还原处理对复合材料价态分布的影响
5.3 还原处理对GO/Ti_3C_2T_x复合材料电化学性能的影响
5.3.1 还原处理对复合材料充放电性能的影响
5.3.2 还原处理对复合材料循环性能的影响
5.3.3 还原处理对复合材料倍率特性的影响
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所获得的科研成果
致谢
【参考文献】：
硕士论文
[1]二维层状Ti3C2纳米片的液相剥离及在LIBs中的充放电特性[D]. 孙亚健.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3330353
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3330353.html
