金属氧化物空心微球与金属氧化物@碳核壳微球的制备及表征

发布时间：2017-04-17 12:01

  本文关键词：金属氧化物空心微球与金属氧化物@碳核壳微球的制备及表征，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：金属氧化物具有高比电容,炭材料具有良好的倍率性能和循环性能,因此,金属氧化物和炭材料已成为当今最具发展前景的两种电极材料。本文提出了一种通用并且简单绿色的一步水热合成方法,以间苯二酚和甲醛的预聚合溶液(RF)为碳源、金属盐溶液为无机前驱体,制备出一系列金属氧化物@聚合物(MOx@RF)核壳微球。然后,通过不同的后处理方法,分别制备出金属氧化物空心微球(MOx)和金属氧化物@碳核壳微球(MOx@C)。并重点考察了Nb205空心微球和NbO2@C核壳微球的电化学性能。主要结论如下： 1) MOX@RF核壳微球采用水热法合成,具有很好的灵活性。在较宽的实验条件下,均可制备出不同粒径的MOX@RF核壳微球,且MOx在复合微球中的含量可控。最佳的实验条件为：前躯体RF预聚合溶液的浓度5wt.0%,水热反应温度为180℃,反应时间为24h。MOx的种类可以为CoOx、MnOx、LaOx、AgOx、NbOx和MnOx-CeO2等。 2) MOx@RF核壳微球经过不同的后处理方法,可制备出一系列不同结构的材料。MOx@RF核壳微球在空气中煅烧,可以得到一系列MOx空心微球,如Co3O4、MnOx、La203和Nb205空心微球。同时,在氮气氛围下热处理MOx@RF核壳微球,可以得到MOx@C核壳微球,如Co@C、MnO2@C、Ag@C、La2O3@C、MnOx-CeO2@C和NbO2@C核壳微球。 3)采用Nb205空心微球作为电极材料时,具有较高的比电容(480C/g),但是倍率性能较差。而采用NbO2@C核壳微球作为电极材料时,既具有较高比电容(300C/g),又具有较好的倍率性能和稳定的循环性能。这些结果表明,在电化学能源储存领域,具有插层型赝电容的电极材料是一个非常有发展前景的应用。
【关键词】：金属氧化物 核壳微球 空心微球 赝电容电容器
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O611.4;TM53
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-23
• 1.1 炭微球的制备及其电化学应用9-12
• 1.1.1 炭微球的制备9-11
• 1.1.2 炭微球的电化学应用11-12
• 1.2 金属氧化物的制备及其电化学应用12-14
• 1.2.1 金属氧化物的制备12-13
• 1.2.2 金属氧化物的电化学应用13-14
• 1.3 金属氧化物@碳核壳微球制备方法及应用14-21
• 1.3.1 金属氧化物@碳核壳微球及空心微球的制备15-18
• 1.3.2 金属氧化物@碳核壳微球的电化学应用18-19
• 1.3.3 金属氧化物@碳的其他应用19-21
• 1.4 研究目的和内容21-23
• 第2章 试剂与仪器23-26
• 2.1 实验试剂23
• 2.2 实验仪器23-24
• 2.3 分析表征24-26
• 第3章 金属氧化物@RF核壳微球的制备及表征26-43
• 3.1 引言26
• 3.2 MO_x@RF核壳微球的制备26-27
• 3.3 MnO_x@RF核壳微球的合成及工艺优化27-32
• 3.3.1 MnO_x@RF核壳微球的合成27
• 3.3.2 MnO_x@RF核壳微球的工艺优化27-31
• 3.3.3 MnO_x@RF核壳微球的结构表征31-32
• 3.4 其他金属氧化物@RF核壳微球32-42
• 3.4.1 铁磁性金属—CoO_x@RF核壳微球32-35
• 3.4.2 铂族金属—RuO_x@RF核壳微球35-36
• 3.4.3 贵金属—AgO_x@RF核壳微球36-37
• 3.4.4 稀土金属—LaO_x@RF核壳微球37-39
• 3.4.5 VB族—NbO_x@RF核壳微球39-40
• 3.4.6 双金属—MnO_x-CeO_2@RF核壳微球40-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 金属氧化物空心微球的制备及表征43-51
• 4.1 引言43
• 4.2 MO_x空心微球的制备43
• 4.3 Co_3O_4空心微球的制备及表征43-46
• 4.3.1 Co_3O_4空心微球的制备43-44
• 4.3.2 Co_3O_4空心微球的表征44-46
• 4.4 其他金属氧化物空心微球46-49
• 4.5 本章小结49-51
• 第5章 金属氧化物@碳核壳微球的制备及表征51-59
• 5.1 引言51
• 5.2 MO_x@C核壳微球的制备51
• 5.3 Co@C核壳微球的制备及表征51-54
• 5.3.1 Co@C核壳微球的制备51-52
• 5.3.2 Co@C核壳微球的表征52-54
• 5.4 其他金属氧化物@碳核壳微球54-58
• 5.5 本章小结58-59
• 第6章 Nb_2O_5空心微球及NbO_2@C核壳微球的电容性能研究59-64
• 6.1 引言59
• 6.2 电化学性能实验59-60
• 6.2.1 电极材料的组装过程59
• 6.2.2 电容性能测试59-60
• 6.3 Nb_2O_5空心微球和NbO_2@C核壳微球的结构分析60-61
• 6.4 电容性能研究61-64
• 6.4.1 Nb_2O_5空心微球的电容性能研究61-62
• 6.4.2 NbO_2@C核壳微球的电容性能研究62-63
• 6.4.3 本章小结63-64
• 第7章 结论与展望64-66
• 7.1 主要结论64-65
• 7.2 工作展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李新贵,黄美荣;高性能中介相沥青基碳微球及碳片[J];材料科学与工艺;1997年03期

2 张丹丹,姚宗干;大容量高储能密度电化学电容器的研究进展[J];电子元件与材料;2000年01期

3 王丽萍,洪广言;无机—有机纳米复合材料[J];功能材料;1998年04期

4 郑洪河,张虎成,高书燕;中间相石墨微球与液体非水电解质的配伍性[J];河南师范大学学报(自然科学版);2003年01期

5 许乃才;马向荣;乔山峰;袁佳琦;刘宗怀;;不同晶型和形貌MnO_2纳米材料的可控制备[J];化学学报;2009年22期

6 慈颖;葛军;王小峰;陈文浩;郭燕川;陈丽娟;;明胶基多孔碳球电极材料的制备及电化学性能研究[J];无机化学学报;2007年02期

7 桂义才;钱立武;钱雪峰;;纳米MnO_2:水热法制备及盐对晶型和形貌的影响[J];无机化学学报;2009年04期

8 许并社;罗秋苹;杨永珍;郭明聪;金琳;刘旭光;;银/碳微球复合材料的制备和表征[J];中国材料进展;2009年02期

9 罗道成,易平贵,陈安国,刘俊峰;用煤焦油沥青制备优质活性炭的研究[J];湘潭矿业学院学报;2003年01期

10 王秀丽;林宏艳;卢海燕;刘国成;;纳米碳球负载钯纳米粒子催化合成1,10-邻菲咯啉-5,6-二胺[J];应用化学;2006年11期

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