微纳米核壳结构过渡金属化合物电极材料的设计合成与电化学性能
发布时间：2024-05-19 06:44
微纳米核壳结构复合材料可以最大限度地利用分级结构之间的界面面积,强化内核部分和外部壳层之间的相互作用,且其包覆层可以稳定内核部分材料的结构,防止纳米结构的团聚以暴露出更多的活性位点。这些特征可能会给材料带来特殊和新颖的性能,从而改变原始微纳米结构粒子的本征特性。研究者们通过对核壳结构复合材料进行结构设计和尺寸控制,可以进一步调控它们的电学、力学、催化等性质。因此,其在电化学能源领域具有非常广泛的应用。本论文通过使用原子层沉积法,设计合成了三种具有核壳结构的过渡金属化合物复合电极材料:NiCoP@FePx纳米线阵列、Mn3O4@ZnO纳米片阵列和ZnMn2O4/C@TiO2纳米纤维,研究了电催化析氢和锌离子储存性能。主要的研究内容和结果如下:(1)通过水热法结合原子层沉积法在高导电镍线上均匀生长了一层包覆有氧化铁的镍钴氧化物纳米线阵列,然后通过高温磷化处理得到了具有均一稳定核壳结构的NiCoP@FePx多金属磷化物纳米线阵列。我们系统地...
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 电催化析氢概述
1.2.1 电催化析氢的原理
1.2.2 电催化析氢的材料
1.3 锌离子电池概述
1.3.1 锌离子电池的结构
1.3.2 锌离子电池的工作原理
1.3.3 锌离子电池正极材料的研究进展
1.3.4 锌离子电池的负极材料
1.4 微纳米核壳结构材料在储能领域的应用
1.4.1 微纳米核壳结构材料用于储能中的优势
1.4.2 微纳米核壳结构材料的制备方法
1.4.3 微纳米核壳结构过渡金属化合物在储能领域中的应用
1.5 本论文的选题依据和主要内容
2 实验方法
2.1 实验试剂和设备
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验设备
2.2 材料测试与表征
2.2.1 X射线衍射(XRD)测试
2.2.2 场发射扫描电子显微镜(FSEM)测试
2.2.3 透射电子显微镜(TEM)测试
2.2.4 热重/差热综合热分析(TG/DTA)测试
2.2.5 激光拉曼光谱(Raman)测试
2.2.6 X射线光电子能谱(XPS)测试
2.3 电极的制备与电池组装
2.3.1 催化工作电极的制备
2.3.2 电池电极片的制备
2.3.3 电池的组装
2.4 电化学性能测试
2.4.1 催化性能的测试
2.4.2 电池性能测试
2.4.3 循环伏安(CV)测试
2.4.4 交流阻抗(EIS)测试
3 核壳结构NiCoP@FePx纳米线阵列的合成及其电催化析氢性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 镍钴氧化物(NCO)纳米线前驱体的制备
3.2.2 镍钴铁氧化物(NCO@Fe2O3)纳米线前驱体的制备
3.2.3 镍钴铁磷化物(NCP@FePx)纳米线的制备
3.3 核壳结构NiCoP@FePx纳米线阵列的结构与形貌表征
3.4 核壳结构NiCoP@FePx纳米线阵列的电催化析氢性能研究
3.5 本章小结
4 微波辐射-原子层沉积法合成Mn3O4@ZnO纳米片阵列及其储锌性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 Mn3O4纳米片阵列的可控合成
4.2.2 Mn3O4@ZnO纳米片阵列的可控合成
4.2.3 电极片的制备和扣式电池的组装
4.3 Mn3O4@ZnO纳米片阵列的结构与形貌表征
4.4 Mn3O4@ZnO纳米片的储锌性能研究
4.5 本章小结
5 静电纺丝-原子层沉积合成ZnMn2O4/C@TiO2 纳米纤维及其储锌性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 静电纺丝溶液的配制
5.2.2 一维ZnMn2O4纳米纤维的制备
5.2.3 一维核壳结构ZnMn2O4/C@TiO2纳米纤维的制备
5.2.4 电极片的制备和扣式电池的组装
5.3 ZnMn2O4/C@TiO2纳米纤维的结构与形貌表征
5.4 ZnMn2O4/C@TiO2纳米纤维的储锌性能研究
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间所发表的论文
本文编号：3977746
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 电催化析氢概述
1.2.1 电催化析氢的原理
1.2.2 电催化析氢的材料
1.3 锌离子电池概述
1.3.1 锌离子电池的结构
1.3.2 锌离子电池的工作原理
1.3.3 锌离子电池正极材料的研究进展
1.3.4 锌离子电池的负极材料
1.4 微纳米核壳结构材料在储能领域的应用
1.4.1 微纳米核壳结构材料用于储能中的优势
1.4.2 微纳米核壳结构材料的制备方法
1.4.3 微纳米核壳结构过渡金属化合物在储能领域中的应用
1.5 本论文的选题依据和主要内容
2 实验方法
2.1 实验试剂和设备
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验设备
2.2 材料测试与表征
2.2.1 X射线衍射(XRD)测试
2.2.2 场发射扫描电子显微镜(FSEM)测试
2.2.3 透射电子显微镜(TEM)测试
2.2.4 热重/差热综合热分析(TG/DTA)测试
2.2.5 激光拉曼光谱(Raman)测试
2.2.6 X射线光电子能谱(XPS)测试
2.3 电极的制备与电池组装
2.3.1 催化工作电极的制备
2.3.2 电池电极片的制备
2.3.3 电池的组装
2.4 电化学性能测试
2.4.1 催化性能的测试
2.4.2 电池性能测试
2.4.3 循环伏安(CV)测试
2.4.4 交流阻抗(EIS)测试
3 核壳结构NiCoP@FePx纳米线阵列的合成及其电催化析氢性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 镍钴氧化物(NCO)纳米线前驱体的制备
3.2.2 镍钴铁氧化物(NCO@Fe2O3)纳米线前驱体的制备
3.2.3 镍钴铁磷化物(NCP@FePx)纳米线的制备
3.3 核壳结构NiCoP@FePx纳米线阵列的结构与形貌表征
3.4 核壳结构NiCoP@FePx纳米线阵列的电催化析氢性能研究
3.5 本章小结
4 微波辐射-原子层沉积法合成Mn3O4@ZnO纳米片阵列及其储锌性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 Mn3O4纳米片阵列的可控合成
4.2.2 Mn3O4@ZnO纳米片阵列的可控合成
4.2.3 电极片的制备和扣式电池的组装
4.3 Mn3O4@ZnO纳米片阵列的结构与形貌表征
4.4 Mn3O4@ZnO纳米片的储锌性能研究
4.5 本章小结
5 静电纺丝-原子层沉积合成ZnMn2O4/C@TiO2 纳米纤维及其储锌性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 静电纺丝溶液的配制
5.2.2 一维ZnMn2O4纳米纤维的制备
5.2.3 一维核壳结构ZnMn2O4/C@TiO2纳米纤维的制备
5.2.4 电极片的制备和扣式电池的组装
5.3 ZnMn2O4/C@TiO2纳米纤维的结构与形貌表征
5.4 ZnMn2O4/C@TiO2纳米纤维的储锌性能研究
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间所发表的论文
本文编号：3977746
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3977746.html
