纳米碳材料的可控制备机理与储锂性能研究

发布时间：2023-09-16 19:10

　　纳米碳作为一种高附加值含碳产品,在能源储存、转化设备、生物传感器、电子纳米器件和水处理领域有很大的应用。但是目前制备碳纳米材料的方法都存在着制备工艺复杂、污染严重、能耗高等问题,使得纳米碳材料的绿色大规模制备变得困难。因此,开发一种绿色环保、工艺简单的合成纳米碳材料的方法显得格外重要。针对上述的问题,本文以LiH为原料,分别以二氧化碳(CO₂)和金属碳酸盐(Na₂CO₃)为碳源,系统研究了LiH-CO₂和LiH-Na₂CO₃反应合成纳米碳的机理及电化学性能。揭示了加热、球磨、加水三种触发方式及CO₂压力对纳米碳的微结构及储锂性能的影响,研究了分级多孔纳米碳的造孔原理及电化学性能。主要研究内容及结果如下:1、第三章提出了一种高效、环保制备纳米碳材料的方法。该方法以CO₂为碳源,通过加热、加水、球磨这三种触发方式,触发LiH与CO₂快速发生反应合成纳米碳,最快仅需13 s。进一步研究发现,通过控...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 碳材料的分类和应用
        1.2.1 零维碳纳米材料
        1.2.2 一维碳纳米材料
        1.2.3 二维碳纳米材料
    1.3 纳米碳材料的合成及储能应用进展
        1.3.1 纳米碳材料的基本性质
        1.3.2 纳米碳材料的合成
        1.3.3 纳米碳材料的储能应用研究现状
    1.4 问题的提出与本文的主要研究内容
第二章 实验及测试方法
    2.1 实验药品
    2.2 材料表征技术
        2.2.1 纳米材料的成分表征
        2.2.2 纳米碳材料的微结构表征
        2.2.3 纳米碳材料的形貌表征
        2.2.4 纳米碳材料的多孔特性表征
    2.3 电化学性能测试
        2.3.1 电极片制备
        2.3.2 扣式电池组装
        2.3.3 三电极测试
        2.3.4 恒流充放电测试
        2.3.5 循环伏安测试(CV)
第三章 纳米碳材料的可控制备及反应机理研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
    3.3 加水触发方式合成多孔碳材料
    3.4 通过球磨反应合成多孔和薄片状碳材料
    3.5 通过加热触发方式合成多孔碳材料
    3.6 形貌可控制备纳米碳材料的制备机理
    3.7 本章小结
第四章 原材料影响纳米碳材料的合成机理及储锂性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
    4.3 原材料的反应活性对纳米碳材料合成的影响
    4.4 原材料的颗粒尺寸对纳米材料的影响
    4.5 原材料影响纳米碳材料形貌和微结构的机理
    4.6 纳米碳材料的储锂性能
    4.7 本章小结
第五章 分级多孔纳米碳的绿色合成机理及储锂性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
    5.3 分级多孔纳米碳的合成与表征
    5.4 分级多孔纳米碳的合成机理
    5.5 分级多孔纳米碳的电化学性能研究
    5.6 分级多孔纳米碳的储锂机理
    5.7 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
    3 参与的科研项目及获奖情况
    4 发明专利
学位论文数据集



本文编号：3847031