二氧化硅/氧化石墨烯复合气凝胶的制备及其吸附性能与电化学性能的研究

发布时间：2024-02-04 03:39

　　二氧化硅(SiO2)凝胶和硅(Si)电极材料是两种典型的硅基材料,在吸附、催化、能源及生物医药等领域都有广泛的应用前景。作为重要的化工材料之一,硅基材料的织构特性对其在吸附与能源领域的应用起着决定性的影响。本课题通过氧化石墨烯(GO)胶液与正硅酸乙酯(TEOS)溶胶-凝胶法结合乙醇超临界干燥,成功制备多孔SiO2/GO复合气凝胶。并以镁粉还原SiO2/GO气凝胶成功制得多孔Si/SiO2/GO复合材料。采用红外、低温氮气吸附等表征手段对SiO2/GO复合气凝胶的结构和表面化学状态进行了分析。复合气凝胶低密度(0.115g/cm3)、低收缩率(4%)和高孔隙率(94.7%)的特点,比表面积和孔容分别高达909 m2/g和5 cm3/g,GO的加入提高了复合材料的热稳定性,失重温度提高了 50℃。多孔结构和表面众多的疏水基团的存在使得SiO2/GO复合气凝胶的表面能量分布不均,能量峰众多。动力学分析表明复合气凝胶对阳离子染料亚甲基蓝的吸附过程是吸附初始阶段控制的,符合拟一级动力学模型,而热力学的等温吸附过程则符合Langmuir模型。比表面积越大、孔容越大、表面不均匀性越高,样品的吸附能力...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１硅氧烷的水解缩合反应??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ?ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｉｌｉｃｏｎ?ａｌｋｏｘｉｄｅ??１．２．１．２老化过程??Ｓｉ０２形成之，一，

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图１－８?（ａ）硅在室温和高温下的电化学锂化和去锂化曲线，（ｂ）高分辨显微镜显示的纳米无定??型晶域的形成，（ｃ）?Ｓｉ颗粒锂化的示意图，（ｄ）锂化过程的Ｌｉ＋?（红），Ｓｉ＋?（绿）和Ｃｕ＋?（蓝）??的能量谱图丨６６，７５，７６］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－８?（ａ）?Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ?ｌｉｔｈｉａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｄｅｌｉｔｈｉａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｓｉｌｉｃｏｎ?ａｔ?ｒｏｏｍ?ｔｅｍ?

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图１－１０?（ａ）纳米硅碳核壳结构的示意图以及循环性能，（ｂ）多孔掺杂硅纳米线的示意图及循环性能??（ｃ）挂纳米片的合成流程图［１（）２，１（）４，１（）７１??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１０?（ａ）?（ｂ）?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ａｎｄ?ｃｙｃｌｅ?ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｎａｎｏ－Ｓｉ／Ｃ?ｃｏｒｅ－ｓｈｅｌｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??ａｎｄ?ｐｏｒｏｕｓ?ｓｉｌｉｃｏｎ?ｎａｎｏｗｉｒｅｓ，（ｃ）?ｈｅ?ｓｃｈｅｍｅ?

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图１－１３?（ａ）?Ｓｉ／ＰＡＮＩ电极的设计和制备，（ｂ）Ｓｉ／Ｃｕ电极的示意图以及ＴＥＭ照片［１１９，１２Ｇ］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１３?（ａ）?Ｄｅｓｉｇｎ?ａｎｄ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｓｉ／ＰＡＮＩ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ，?（ｂ）?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｓｉ／Ｃｕ??ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ?ａｎｄ?ＴＥＭ?ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓ［１１９，１２０】??硅与金属的合金也是锂离子电池的阳极研究方向之一

?北京化工大学硕士学位论文???（ａ）?（ｂ）?Ｉ??＿?二、一—＾??＿?＿?ＪＢＢＩＭｉｉｌｉｌＢｌｉｉｉｉｉｌｉｉｒ?＾Ｃｌｌ?ｃｏｐｐｅｒ?ｆｏｉｌ??图１－１３?（ａ）?Ｓｉ／ＰＡＮＩ电极的设计和制备，（ｂ）Ｓｉ／Ｃｕ电极的示意图以及ＴＥＭ照片［１１９，１２Ｇ］??Ｆｉ....

本文编号：3895146