金属/六亚甲基四胺配位骨架衍生的富氮炭材料及其储钠性能

发布时间：2021-01-20 04:03

　　由于钠资源丰富、价格低廉等原因,钠离子电池被认为是极具潜力的下一代大规模电化学储能器件。电极材料在整个电池体系中发挥着关键性的作用。在众多钠离子电池电极材料中,炭材料是最常用也是最接近商业化应用的负极材料。然而,炭材料由于本身反应活性的缺乏以及弱的极性,在一定程度上限制了其实际应用。因此,往往需要对炭材料进行改性处理。氮掺杂可以有效的调节炭材料的电子结构以及表面特性,从而增强电子的转移能力和离子的扩散性能,有利于钠离子的存储。然而如何制备结构可控、高氮掺杂含量的炭材料是目前面临的挑战。近年来,金属有机骨架材料（Metal-organic frameworks,MOFs）衍生的炭基材料得到了广泛的关注。由于MOFs中有机配体具有高度可选择性,因此可以很容易制备杂原子掺杂的炭基材料。但是对于氮掺杂炭材料而言,常用的MOFs前驱体主要集中在沸石咪唑酯骨架（ZIFs）系列上,其固有的配位模式很大程度上限制了结构的设计性,所制备的炭材料形貌结构一般为单一的多面体。基于此,本论文着眼于研究新的高效的含氮配体,扩展MOFs衍生含氮炭材料的范围。六亚甲基四胺（hexamine,HMT）是含有四个氮原子... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：163 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１锂／钠离子电池工作原理［５］

图１－２?（ａ）逐年关于钠离子电池负极材料发表论文的概况；（ｂ）负极材料种类及所占的百分比??

?北京化工大学博士学位论文???略不计ｔ４２，４３］。Ｓｔｅｖｅｎｓ等人ｔ４４］报道钠离子不能像锂离子一样，占据锂离子在石墨层间的??插层位点，而会倾向于在石墨表面以钠金属的形式沉积下来。通过排除石墨表面钠金??属的可逆沉积／剥离的容量贡献，能够可逆地嵌入石墨层中的钠含量是非常小的（约为??ＮａＣ１８６）（图１－３）。当进一步将石墨和金属钠放在一起在４００°Ｃ下进行加热［４５］，也只??能得到ＮａＣ６４层间化合物，表明了石墨中差的钠离子存储能力。??＇Ｔ－１—￣１—＇—＇—＇＊＂￣＇￣１—＇?＾?？?＊?＊?＊??ｘ?Ｍ?Ａ?ｕｍｖｍ?．?？??？?Ａ?ｉ?，?？?％?＼?？?繊幽？?＊?？?？?０？０??Ｏ?１００?２００?３００?４００?ＳＯＯ?———??Ｊｊ一二：…？■二－ｒ：「丁，????］?＿＊＿？＊＊＊？－細?ｆｌｉ?？??５，．？?．?：：ＰＣ?又＾?ｆ丨?＾?＊?？?？??５?１?＼?＾．Ｌｊｉｚｚｚｒｊ?ｉ＼?—？—?麟齡＊ｒ嘗麻?＊?＿？??３?＼?ｔ？?ｎ?ｍ?＊？?＼?＼??｜?＼＼?＿?纊．鲁曹雜黎?１?？??２?ａｔ＇■?，．?．一—＾??０?扣?４０?１００?Ａ?ｍｆｆｍｍＡ?游．?６？？１＞（＾？时歉热ｏｎｃｏ啊Ｍｃｍｄ??Ｃ?????ｄ?ｒ———————一一一＾＾１?Ｑ?????一?ＭＣ电?Ｉ?Ｍ＃ｔａｌ??＼?￣＞ｍｃ８?Ｓ?〇?Ｉ?＼?－－叫…??ｉ?＇?Ｉ?ｊ?Ｉ?／?＼??Ｉｏ．ｓ．?：?、?Ｉ８６，?＇?＜?｜?§?／?＼??Ｉ?＼＼?，?１４?｜?士一？乂?■??＾?Ｖ＼?


本文编号：2988330