N,P-共掺杂碳、碳包覆纳米材料的制备及电化学性能研究

发布时间：2023-08-11 12:37

　　近年来,化石燃料的存储告急和酸雨、雾霾、温室效应的日益加剧,研发新型的高能量密度、高能量转换率、清洁的燃料电池和高能量密度、高功率密度、高安全性、环保的锂离子电池成为当今世界科学家们的关注热点。对于燃料电池而言,无金属碳基催化剂制备简单、成本低而且无污染。而作为被美国能源部指定为第二代锂离子电池负极材料的尖晶石Li₄Ti₅O₁₂,同样的,原料造价低,安全性高而且环保。基于此,本文研究了以下两个方面的内容:(1)通过简单易行的静电纺丝和高温退火制备了N,P共掺杂纳米碳纤维。首先我们将聚丙烯腈(PAN)、磷酸三苯酯(TPP)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)水浴搅拌得到溶液,之后通过静电纺丝制备了N,P共掺杂纳米碳纤维的前驱体,在Ar气氛中不同的温度(800℃、900℃、1000℃)下退火,得到N,P共掺杂碳纳米纤维(NPC NFs-x)。各项结构表征显示:NPC NFs-900在碱性条件下的ORR电催化性能最好,起始电位为0.93V与商业Pt/C(0.96V)极其相近,极限电流为4.6 mA cm^-2,...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 燃料电池
    1.2 燃料电池阴极氧还原(ORR)电催化
    1.3 锂离子电池(LIB)
    1.4 锂离子电池负极材料尖晶石型钛酸锂
    1.5 论文的研究目的和意义
2 材料表征和性能测试
    2.1 实验试剂和仪器
    2.2 材料表征
    2.3 ORR性能测试
    2.4 LIB性能测试
3 N,P-共掺碳纳米纤维的制备及氧还原电催化性能的研究
    3.1 实验部分
    3.2 结果和讨论
    3.3 本章小结
4 碳包覆钛酸锂的制备及锂离子电池性能的研究
    4.1 实验部分
    4.2 结果和讨论
    4.3 本章小结
总结与展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢



本文编号：3841334