当前位置:主页 > 科技论文 > 电力论文 >

钼钨(复合)氧化物微纳米结构的形貌可控合成及其在光致发光和锂离子电池中的应用

发布时间:2018-05-31 04:05

  本文选题:La_2(WO_4)_3 + NaLa(WO_4)_2 ; 参考:《南京大学》2014年博士论文


【摘要】:本论文通过水热合成法制备了La2(WO4)3纳米晶、NaLa(WO4)2微纳米晶、MoO2微米空心球以及MoO2纳米空心球等几种钼钨(复合)氧化物的微纳米结构,并成功实现了对NaLa(WO4)2形貌和尺寸以及对Mo02微米空心球内部空间大小的调控。利用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等手段对所得材料的晶相、结构、尺寸和形貌等进行了详细的表征,并基于这些表征提出了在不同反应条件下所得不同结构的形成机理。最后,通过荧光光谱(PL)、电化学工作站和锂离子电池性能测试系统等考察了所得材料的光致发光性能或锂离子电池阳极材料性能,并揭示微纳米材料的性能与其结构之间的内在联系。主要内容概括如下:1.纯相La2(WO4)3:Eu3+纳米晶和纺锤状NaLa(WO4)2:Yb3+/Er3+微纳米晶:选择性合成、形貌以及光致发光性能基于同一反应体系选择性合成了纯相La2(WO4)3纳米晶和均一的纺锤状且尺寸可调的NaLa(WO4)2微纳米晶。研究显示Na+对选择性合成起着至关重要的影响;后续的水热处理对La2(WO4)3的形貌有很大影响;水热温度,水热时间以及甘油添加量对NaLa(WO4)2的形貌和尺寸都有很重要的影响。基于时间依赖实验,提出了纺锤状NaLa(WO4)2的形成机理为奥斯特瓦尔德熟化。所制备的La2(WO4)3:Eu3+纳米晶在467 nm激光激发下能发射出纯度很高的明亮的红光,更为重要的是其能很好地分散在蒸馏水中。在980 nm红外激光激发下,NaLa(WO4)2:Yb3+/Er3+的上转换发射强度随其中Yb3+含量的增加而快速增加,表明了从Yb3+到Er3+的高效能量传递。另外,随着其中Yb3+含量的增加,发光色能从黄绿色变为绿色。La2(WO4)3和NaLa(WO4)2的这些独特性质与它们独特的晶体晶格紧密相关。2.形貌可控合成NaLa(WO4)2:形貌依赖的光致发光性能以及单相白光荧光粉NaLa(WO4)2:Tm3+/Tb3+/Eu3通过添加极少量的EDTA-2Na,在水热条件下制备了均一的NaLa(WO4)2单晶微米纺锤。同时,通过简单的调节添加剂用量以及反应溶剂的比例可使产物的形貌调变为微米平板、纳米晶、亚微米哑铃以及互相连接的孪微米球。通过对比NaLa(WO4)2:Eu3+微米纺锤和微米平板的光致发光性能,发现NaLa(WO4)2:Eu3+微米纺锤有更强烈的荧光发射强度,并进一步探讨了其中的可能原因。更重要的是,由于Tm3+, Tb3+向Eu3+的有效能量传递,通过调节优化Tm3+、Tb3+和Eu3+在NaLa(WO4)2微米纺锤基质中的摩尔比例,成功制备了新型的近紫外激发的单相白光荧光粉NaLa(WO4)2:Tm3+/Tb3+/Eu3+。3.MoO2@C微米空心球的合成及其显著提高的锂离子电池阳极材料性能以Mo03微米带取代体相Mo03作为起始原料,通过简单的水热过程制备了内部空间大小可调的Mo02微米空心球。实验结果表明反应物的形貌对产物的形貌有很重要的影响,且可通过改变NaOH水溶液的添加量来调节微米空心球的内部空间大小,接着我们进一步提出了Mo02微米空心球可能的形成机理。结合水热法及煅烧步骤,在MoO2微米空心球表面包覆了一层无定形碳。所制备的Mo02@C微米空心球作为锂离子电池的阳极材料显示了高的比容量及库仑效率、优异的循环稳定性及倍率性能。MoO2@C微米空心球显著提高的锂离子电池阳极材料性能可归因于其合理的结构设计,如纳米尺度的基本构建单元、导电碳包覆和中空结构等,尤其是碳包覆与中空结构之间的协同效应。4.均一Mo02@C纳米空心球的简易制备及其优异的储锂性能通过简单的软模板水热方法结合后续的煅烧处理合成了尺寸200 nm左右的MoO2@C纳米空心球,并阐述了MoO2@C纳米空心球可能的形成机理。这一方法有效的将材料制备与碳层包覆整合为一个步骤,有利于材料的工业化制备。由于MoO2@C纳米空心球独特的结构,如极小的构建单元,中空结构,碳包覆,因而展现了优异的储锂性能,如高的可逆容量(909.8 mAh·g-1),良好的循环稳定性以及优异的倍率性能。
[Abstract]:In this paper, the microstructures of La2 (WO4) 3 nanocrystals, NaLa (WO4) 2 micronanocrystals, MoO2 micron hollow spheres and MoO2 nano hollow spheres were prepared by hydrothermal synthesis method. The morphology and size of NaLa (WO4) 2 and the internal space size of Mo02 micrometer hollow spheres were successfully realized. Powder X rays were used. Diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), high resolution transmission electron microscope (HRTEM) are used to characterize the crystalline phase, structure, size and morphology of the obtained materials. Based on these characterization, the formation mechanism of different structures under different reaction conditions is proposed. Finally, the fluorescent light is used. Spectrum (PL), electrochemical workstation and lithium ion battery performance testing system have been used to investigate the photoluminescence properties of the materials or the properties of lithium ion battery anode materials, and reveal the internal relations between the properties of the micro and nanomaterials and their structures. The main contents are as follows: 1. pure phase La2 (WO4) 3:Eu3+ nanocrystals and spindle NaLa (WO4) 2:Yb3+/Er 3+ micro nanocrystals: selective synthesis, morphology and photoluminescence properties are selective synthesis of pure phase La2 (WO4) 3 nanocrystals and homogeneous spindle like and adjustable NaLa (WO4) 2 micro nanocrystals based on the same reaction system. Studies show that Na+ plays a vital role in selective synthesis; followed by hydrothermal treatment on the morphology of La2 (WO4) 3. The effect of hydrothermal temperature, hydrothermal time and glycerol addition on the morphology and size of NaLa (WO4) 2 is very important. Based on the time dependence experiment, the formation mechanism of the spindle like NaLa (WO4) 2 is developed in Ostwald. The prepared La2 (WO4) 3:Eu3+ nanocrystals can emit a high purity under the 467 nm laser excitation. Bright red light and more important is that it can be well dispersed in distilled water. Under 980 nm infrared laser excitation, the upconversion intensity of NaLa (WO4) 2:Yb3+/Er3+ increases rapidly with the increase of Yb3+ content, indicating the efficient energy transfer from Yb3+ to Er3+. In addition, with the increase of Yb3+ content, the luminescent color can be from yellowish green. These unique properties changed into green.La2 (WO4) 3 and NaLa (WO4) 2 with their unique crystal lattice closely related to.2. morphology to synthesize the photoluminescence properties of NaLa (WO4) 2: morphologies and the single-phase white light phosphor NaLa (WO4) 2:Tm3+/Tb3+/Eu3 by adding a very small amount of EDTA-2Na, and preparing a homogeneous 2 single crystal under the hydrothermal condition. At the same time, the morphologies of the products can be modulated into micron plates, nanocrystals, submicron dumbbell and interconnected twin microspheres by simply adjusting the amount of additives and the proportion of the reactive solvents. The NaLa (WO4) 2:Eu3+ micron spindle has been found by comparing the photoluminescence properties of the NaLa (WO4) 2:Eu3+ micron spindle and the micron plate. The stronger fluorescence intensity and possible reasons are further discussed. More importantly, the new type of single-phase white phosphor NaLa (WO4) 2:Tm3+/T of a new type of near ultraviolet excitation is successfully prepared by adjusting the effective energy transfer of Tm3+, Tb3+ to Eu3+, and by adjusting the molar ratio of Tm3+, Tb3+ and Eu3+ in the 2 micron spindle matrix of NaLa (WO4). The synthesis of b3+/Eu3+.3.MoO2@C micron hollow sphere and its remarkable improvement in the performance of lithium ion battery anode material with Mo03 micron band instead of the body phase Mo03 as starting materials, the inner space and adjustable Mo02 micrometer hollow spheres are prepared by a simple hydrothermal process. The experimental results show that the morphology of the reactants is very important to the morphology of the products. The internal space of the microspheres can be adjusted by changing the amount of the NaOH aqueous solution. Then we further put forward the possible formation mechanism of the Mo02 microsphere hollow sphere. In combination with the hydrothermal method and the calcination step, a layer of amorphous carbon is coated on the surface of the hollow sphere of the MoO2 micron. The prepared Mo02@C microsphere hollow sphere is used as the lithium separation. The anode material of the subbattery shows a high specific capacity and coulomb efficiency. The excellent performance of the anode material of the.MoO2@C micron hollow sphere is due to its reasonable structural design, such as the basic construction unit of nanoscale, the conductive carbon coating and the hollow structure, especially the carbon coating. The synergistic effect between the hollow structure and the.4. homogeneous Mo02@C nano hollow sphere is easy to be prepared and its excellent lithium storage properties have been synthesized by a simple soft template water heat method combined with subsequent calcination, and the possible formation mechanism of MoO2@C nano hollow spheres is described. This method is effective. The combination of material preparation and carbon coating is beneficial to the industrialization of materials. Due to the unique structure of MoO2@C nanospheres, such as small construction unit, hollow structure, carbon coating, it shows excellent lithium storage properties, such as high reversible capacity (909.8 mAh. G-1), good cyclic stability and excellent multiplier. Performance.
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM912;TB383.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 索全伶;罗吉平;刘兴旺;高德清;洪海龙;;铕掺杂聚甲基丙烯酸甲酯的光致发光性能[J];高分子材料科学与工程;2009年06期

2 柴兰兰;何文;管清梅;;氧化锌分级纳米结构的控制合成及光致发光性能研究(英文)[J];贵州大学学报(自然科学版);2010年01期

3 孙建平;林婷;翁家宝;黄小珠;程云涛;;可溶性PMOTOPV的合成及其光致发光性能[J];半导体光电;2008年03期

4 孙勇;马峻峰;房晶瑞;高畅;刘振森;;钼酸锶微晶粉体的电化学合成与光致发光性能[J];硅酸盐通报;2010年06期

5 宋旭春;郑遗凡;杨娥;陈海芳;马荣;;制备条件对CdWO_4纳米棒的光致发光性能的影响[J];无机化学学报;2007年10期

6 李婷;胡晓云;张德恺;赵普举;;SiO_2干凝胶的制备与光致发光性能研究[J];西北大学学报(自然科学版);2008年01期

7 何琴玉,王宇星,欧忠敏;网状结构ZnO团聚物的制备和光致发光性能[J];发光学报;2004年03期

8 徐自强;邓宏;谢娟;李燕;陈航;祖小涛;薛书文;;退火对ZnO:Al薄膜光致发光性能的影响[J];强激光与粒子束;2006年01期

9 韩冬;张树朝;;溶剂热法制备六角锥形ZnO及其光致发光性能[J];物理化学学报;2008年03期

10 王东辉;商世广;杜慧敏;;纳米ZnO的可控生长及光致发光性能[J];西安邮电学院学报;2011年03期

相关会议论文 前10条

1 狄英伟;巴晓微;谢德民;王荣顺;;聚烷基芴衍生物的合成及其光致发光性能的研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年

2 兰娟;孙诚;郝晓秀;黄利强;宋诗莹;;溶剂对稀土铕配合物光致变色胶印油墨的光致发光性能的影响[A];第十三届全国包装工程学术会议论文集[C];2010年

3 刘红梅;刘治田;邹建华;陈军武;曹镛;;咔唑,芴,Silole共聚物的合成及其发光特性[A];中国化学会第26届学术年会有机固体材料分会场论文集[C];2008年

4 贺英;桑文斌;王均安;吴若峰;;硅衬底上氧化锌纳米线的自组装生长及其光致发光性能[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年

5 王振领;权泽卫;林君;;LaPO_4:Eu~(3+)纳米粒子的多醇法合成及其光致发光性能研究[A];第五届全国稀土发光材料学术研讨会论文摘要集[C];2005年

6 贺英;桑文斌;王均安;吴若峰;支华军;颜莉莉;方云英;;硅衬底上氧化锌纳米线的自组装生长及其光致发光性能[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年

7 徐兵;姜标;;多取代苯的合成及其光致发光性能的研究[A];中国化学会第27届学术年会第06分会场摘要集[C];2010年

8 赵春霞;喻理;周静;陈文;;合成条件对晶态介孔TiO_2结构和性能的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年

9 于伟东;李效民;高相东;边继明;陈同来;;ZnO纳米线的催化合成及其光致发光性能[A];第四届华东真空科技学术交流展示会学术论文集[C];2003年

10 乐文志;刘晓华;王孝东;刘敏;;BaCeO_3:Eu~(3+)的合成及发光性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年

相关博士学位论文 前1条

1 刘小林;钼钨(复合)氧化物微纳米结构的形貌可控合成及其在光致发光和锂离子电池中的应用[D];南京大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘栋梁;纳米钨酸铋可控合成及其NR复合材料γ-ray屏蔽性能研究[D];西南科技大学;2015年

2 徐大余;多孔硅的制备及其光致发光性能研究[D];中南大学;2008年

3 蔡勇;硅基底上凹凸结构氧化硅的制备与光致发光性能研究[D];武汉理工大学;2008年

4 肖莹;稀土化合物空壳材料的合成及其光致发光性能研究[D];河南师范大学;2011年

5 张笑梅;聚芴/SiO_2凝胶复合材料的制备及其光致发光性能的研究[D];华侨大学;2006年

6 刘佃光;掺杂氧化铝的形貌控制及其光致发光性能研究[D];陕西科技大学;2012年

7 韩立友;新型发光材料芳香胺类聚合物的酶催化合成及性能研究[D];郑州大学;2002年

8 刘莹;LiNbO_3/SiO_2/Si多层薄膜光致发光性能研究[D];天津理工大学;2007年

9 商聪;新型N取代聚吲哚的合成与性能研究[D];青岛科技大学;2014年

10 侯学功;AAO模板合成一维介孔纳米材料及其光致发光性能[D];齐齐哈尔大学;2012年



本文编号:1958215

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/1958215.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户dd270***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com