二维铋单质纳米片的合成及其性能研究
发布时间：2021-06-27 14:44
铋（Bismuth,Bi）位于元素周期表中V族（氮族）,是一种后过渡金属元素,结构为层状,类似于同系的砷和锑。近年来,铋凭借其超高的理论体积容量备受关注,但是在充放电过程中,体积的巨大变化会引起电极粉化,最终导致容量发生不可逆损失。本课题基于铋具有层状结构的特性,采用液相剥离的方法制备出寡原子层铋纳米片（Few-layer bismuthene,FLB）,并将其与石墨烯复合后作为钠离子电池（Sodium-ion batteries,SIB）负极材料,有效缓解了体积膨胀问题,并展现出优异的电化学性能。通过原位技术与模拟计算揭示了铋钠化机理,为今后高性能电池体系的探究提供了新的思路和策略。研究内容主要包含以下四个部分:（1）首先采用简单的机械剥离方法成功制备出厚度为35 nm,横向维度在3001500nm之间的FLB。系统研究了剥离溶剂、反应时间、还原剂浓度等实验因素对FLB形貌结构的影响。此外,通过简单的真空抽滤法制备出不同负载量、自支撑的柔性寡原子层铋纳米片-石墨烯（FLB-G）复合薄膜。复合结构将FLB封装在石墨烯片层之间,有效防止了FLB...
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微机械剥离大块体相过程
图 1-2 超声辅助液相剥离石墨烯过程[9]（2）剪切力辅助液相剥离法超声波辅助液相剥离技术可广泛运用到各种层状材料，生产速率也远高于微机械剥，产量浓度甚至高达 1 mg mL-1，但远远不能满足工业应用的要求。为了进一步提高量，剪切力辅助液相剥离孕育而出。Coleman 等采用高剪切混合机器制备出高质量和量的石墨烯薄片[11]，如图 1-3 所示。在高速旋转下，混合器中的液体对层状材料产生切速率从而剥离出超薄纳米片。和超声波辅助液相剥离类似，旋转适当的溶剂可以减离过程中的能量消耗及稳定脱落的纳米片。通过使用这种装置，石墨烯可以剥离成横寸 300-800 nm 的薄片[12,13]。
图 1-2 超声辅助液相剥离石墨烯过程[9]（2）剪切力辅助液相剥离法超声波辅助液相剥离技术可广泛运用到各种层状材料，生产速率也远高于微机械剥离法，产量浓度甚至高达 1 mg mL-1，但远远不能满足工业应用的要求。为了进一步提高生产量，剪切力辅助液相剥离孕育而出。Coleman 等采用高剪切混合机器制备出高质量和高产量的石墨烯薄片[11]，如图 1-3 所示。在高速旋转下，混合器中的液体对层状材料产生高剪切速率从而剥离出超薄纳米片。和超声波辅助液相剥离类似，旋转适当的溶剂可以减少剥离过程中的能量消耗及稳定脱落的纳米片。通过使用这种装置，石墨烯可以剥离成横向尺寸 300-800 nm 的薄片[12,13]。
本文编号：3253049
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微机械剥离大块体相过程
图 1-2 超声辅助液相剥离石墨烯过程[9]（2）剪切力辅助液相剥离法超声波辅助液相剥离技术可广泛运用到各种层状材料，生产速率也远高于微机械剥，产量浓度甚至高达 1 mg mL-1，但远远不能满足工业应用的要求。为了进一步提高量，剪切力辅助液相剥离孕育而出。Coleman 等采用高剪切混合机器制备出高质量和量的石墨烯薄片[11]，如图 1-3 所示。在高速旋转下，混合器中的液体对层状材料产生切速率从而剥离出超薄纳米片。和超声波辅助液相剥离类似，旋转适当的溶剂可以减离过程中的能量消耗及稳定脱落的纳米片。通过使用这种装置，石墨烯可以剥离成横寸 300-800 nm 的薄片[12,13]。
图 1-2 超声辅助液相剥离石墨烯过程[9]（2）剪切力辅助液相剥离法超声波辅助液相剥离技术可广泛运用到各种层状材料，生产速率也远高于微机械剥离法，产量浓度甚至高达 1 mg mL-1，但远远不能满足工业应用的要求。为了进一步提高生产量，剪切力辅助液相剥离孕育而出。Coleman 等采用高剪切混合机器制备出高质量和高产量的石墨烯薄片[11]，如图 1-3 所示。在高速旋转下，混合器中的液体对层状材料产生高剪切速率从而剥离出超薄纳米片。和超声波辅助液相剥离类似，旋转适当的溶剂可以减少剥离过程中的能量消耗及稳定脱落的纳米片。通过使用这种装置，石墨烯可以剥离成横向尺寸 300-800 nm 的薄片[12,13]。
本文编号：3253049
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