2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、三維有序大孔(3DOM)材料具有孔徑大、分布均勻、孔道排列周期性強等優(yōu)勢,同時由于其比表面積大、孔壁薄,是制備高穩(wěn)定性和高能量鋰離子電池的理想基體。膠晶模板法制備的三維有序大孔二氧化鈦(3DOM TiO2),具有高度有序的三維大孔網(wǎng)狀結構,但是比容量不高、導電性差。而過渡族金屬氧化物,如α-Fe2O3、Fe3O4等具有比容量高(分別為1005 mAh g-1、926 mAh g-1)、導電性好、價格低廉、資源豐富、無毒及對環(huán)境友好等優(yōu)點

2、,但是循環(huán)性能和穩(wěn)定性不高。
  本文提出將3DOM TiO2與氧化鐵復合的設想,以實現(xiàn)兩者的優(yōu)勢互補,并加入永磁CoPt涂層以吸附粉化后的氧化鐵微粒,從而提高復合電極材料的綜合性能。即采用無皂乳液聚合法制備不同粒徑的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球,再制備出高度有序的膠晶模板,采用溶膠凝膠法和水熱法制備了不同粒徑的3DOM TiO2、TiO2/CoPt復合材料、氧化鐵,同時分析了所制備材料的物相和形貌特征,并對比不同條件下材料的

3、電化學性能(循環(huán)性能和充放電性能)和磁性能。
  在第三章中,制備了不同粒徑的PMMA微球用于合成高度有序的膠晶模板,以膠晶模版為基體、鈦酸異丙酯溶液為前驅體,成功制備了不同孔徑的3DOM TiO2。結果表明,反應時間、溫度和引發(fā)劑均會影響PMMA微球的粒徑,通過大量試驗,選擇出了四種配方,制備了粒徑分別為230、360、460和560nm的PMMA微球。并選擇恒溫恒濕法快速制備排列規(guī)整的PMMA膠晶模板,最佳制備條件為恒溫60℃

4、,恒濕60%。SEM顯示所制備的TiO2具有高度有序的三維網(wǎng)狀結構。結合充放電曲線和倍率曲線,發(fā)現(xiàn)粒徑為460nm的樣品電化學性能最好。
  在第四章中,以3DOM TiO2為基底,采用溶膠凝膠法制備TiO2/CoPt復合材料,并探討了不同孔徑、不同溶液濃度和用量對材料電化學性能的影響,結果表明最適合的溶液濃度為0.4 mol/L,用量為2mL。電化學測試結果顯示,不同粒徑的3DOM TiO2/CoPt電化學性能不同,粒徑為230

5、nm的樣品,在4種粒徑的電極材料中可逆容量最高,但是由于230nm的樣品粒徑太小,不利于后續(xù)實驗涂覆氧化鐵材料,所以最終選擇粒徑為460nm的材料作后續(xù)實驗的基底。
  在第五章中,采用水熱法合成了粒徑約為500nm的Fe3O4微粒,采用機械混合的方法將3DOM TiO2/CoPt復合材料Fe3O4微?;旌?、采用溶膠凝膠法制備了粒徑約為2~5nm Fe2O3微粒和3DOMTiO2/CoPt/Fe2O3復合材料,并分別測試了Fe3O

6、4和3DOM TiO2/CoPt的磁學性能及其他樣品的電化學性能。研究結果表明磁化后的3DOMTiO2/CoPt/Fe3O4混合材料經(jīng)過不同電流密度50次充放電后,再次在50mA g-1下測試時,容量保持率為42.28%,高于未經(jīng)磁化的3DOMTiO2/CoPt/Fe3O4混合負極材料的31.29%和純Fe3O4的11.37%。磁化后的3DOM TiO2/CoPt/Fe2O3復合負極材料,在電流密度為50mA g-1時,首次放電比容量高

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