納米氧化鐵的沉淀—噴霧干燥法制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、納米氧化鐵由于原料豐富、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在工業(yè)生活中有著廣泛的應(yīng)用。本文在綜述納米材料的制備方法基礎(chǔ)上，以規(guī)?；苽浼{米氧化鐵為研究目標(biāo)，采用液相沉淀-噴霧干燥法制備納米氧化鐵材料，進而研究了多種形貌的氧化鐵作為鋰離子電池負極材料的電化學(xué)性能。論文采用X-射線衍射、場發(fā)射掃描電子顯微鏡、熱重等多種現(xiàn)代材料測試分析手段以及恒電流充放電、循環(huán)伏安法等電化學(xué)測試技術(shù)，研究了飽和FeCl3溶液和氨水的比例、沉淀反應(yīng)溫度、前驅(qū)體煅燒溫度、表面活性劑

2、等制備工藝和參數(shù)對合成的納米氧化鐵形貌、尺寸及分散性的影響;研究了氧化鐵的形貌尺寸及FeO/C對電化學(xué)性能的影響。
　　研究結(jié)果表明，在飽和FeCl3溶液、氨水、乙醇與去離子水的體積比為1∶0.5∶0.3∶8時，沉淀反應(yīng)溫度為100℃條件下，噴霧干燥前驅(qū)物在550℃煅燒1h，可制備顆粒尺寸在40-80 nm之間的分散性良好的納米氧化鐵。此外，在飽和FeCl3溶液中添加十二烷基苯磺酸鈉和硬脂酸鈉作為表面活性劑，可進一步減少納米氧化鐵

3、的顆粒尺寸至30-50 nm，且顆粒的分散性好。
　　調(diào)節(jié)氯化鐵和尿素的摩爾比，可以制備出納微分級結(jié)構(gòu)的空心球、分散的納米顆粒、短棒狀顆粒組成的實心球等多種形貌結(jié)構(gòu)。納微分級的空心球結(jié)構(gòu)材料的可逆容量最高，在100次循環(huán)之后，其比容量仍然保持在980 mAh/g左右，可逆容量保持率高達89.9％，其優(yōu)良電化學(xué)性能是因為納米結(jié)構(gòu)可以縮短Li+擴散路徑，減少充放電循環(huán)過程中的體積變化，空心結(jié)構(gòu)也為氧化鐵在脫嵌鋰過程中的體積變化提供了空