介孔碳-金屬氧化物納米復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，材料科學(xué)的發(fā)展逐漸走向納米化以及復(fù)合化。介孔碳材料是一種新興的高性能材料，具有高比表面積和獨(dú)特的孔結(jié)構(gòu)，孔隙率高，孔徑介于2-50nm之間，自其出現(xiàn)以來(lái)，受到了科學(xué)界的極大關(guān)注。經(jīng)過(guò)十幾年的研究發(fā)展，介孔碳材料的制備和表征等逐漸成熟，在催化、吸附、傳感器、電化學(xué)等諸多領(lǐng)域應(yīng)用日漸廣泛。金屬氧化物如二氧化鈦、二氧化錳等，性能優(yōu)異，應(yīng)用廣泛，納米級(jí)的金屬氧化物更是在諸多領(lǐng)域都有巨大的應(yīng)用潛力。如果能夠?qū)崿F(xiàn)介孔碳材料和納米金

2、屬氧化物的復(fù)合，將結(jié)合二者的優(yōu)勢(shì)，制備出性能更為優(yōu)異的納米復(fù)合材料，進(jìn)一步拓展應(yīng)用領(lǐng)域。
　　本論文嘗試將介孔碳、納米金屬氧化物和電化學(xué)儲(chǔ)能裝置等研究領(lǐng)域相結(jié)合，制備介孔碳/二氧化鈦、介孔碳/二氧化錳納米復(fù)合材料，并探求其在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。具體研究工作和結(jié)論如下：
　　1.介孔碳/二氧化鈦納米復(fù)合材料的制備及其作為鋰離子電池負(fù)極材料的應(yīng)用
　　采用多巴胺在鈦納米管上直接進(jìn)行原位聚合，之后高溫碳化的方法，制備了介孔碳/

3、二氧化鈦納米復(fù)合材料，并用氫氟酸對(duì)材料進(jìn)行進(jìn)一步處理以控制體系中的鈦含量。將所制得的材料制成鋰離子電池的負(fù)極，對(duì)電池的實(shí)際性能進(jìn)行測(cè)試和研究。結(jié)果表明復(fù)合材料作為鋰離子電池的負(fù)極有一定的應(yīng)用價(jià)值，電池容量達(dá)到商用石墨電極水平，同時(shí)具有優(yōu)異的充放電效率和循環(huán)穩(wěn)定性。
　　2.介孔碳/二氧化錳納米復(fù)合材料的制備及其作為超級(jí)電容器電極材料的應(yīng)用
　　采用多巴胺在碳納米管表面直接原位聚合，高溫碳化的方法，制備了介孔碳材料，利用碳與高