新型LiMPO4(M=Fe,Mn)和SnO2納米材料的合成與性能研究.pdf

1、納米材料是具有多種優(yōu)異性能的特殊材料,在醫(yī)藥和生物工程、工業(yè)催化、新能源材料、國(guó)防科技等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。本論文主要根據(jù)作者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)合國(guó)內(nèi)外的有關(guān)研究工作,對(duì)納米功能材料在鋰離子電池正極材料和半導(dǎo)體光催化劑等方面的應(yīng)用進(jìn)行初步的討論,并對(duì)納米功能材料的未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行了展望。主要圍繞以下兩個(gè)方面展開(kāi):(一)新能源材料—鋰離子電池的正極材料LiFePO4,通過(guò)改變反應(yīng)條件對(duì)LiFePO4納米材料的尺寸和形貌進(jìn)行調(diào)控,從而提高電

2、化學(xué)性能。(二)綠色技術(shù)—半導(dǎo)體光催化劑SnO2,通過(guò)調(diào)節(jié)前驅(qū)體溶液的酸堿度,可以控制產(chǎn)物形貌。本論文研究工作主要分為以下四章:
　　第一章,我們綜述了國(guó)內(nèi)外關(guān)于功能納米材料的研究進(jìn)展。詳細(xì)介紹了鋰離子電池的工作原理及提高電極材料性能的各種有效途徑;簡(jiǎn)單總結(jié)了綠色光催化技術(shù)的作用機(jī)理和半導(dǎo)體光催化劑的研究現(xiàn)狀。
　　第二章,采用新穎的超臨界甲醇法一步合成了紡錘狀的LiFePO4/C納米復(fù)合材料。運(yùn)用XRD、TEM、HRTEM

3、、XPS、TG等手段對(duì)材料進(jìn)行了表征。其中,顆粒的尺寸、形貌和電化學(xué)性能隨著前驅(qū)體鋰源的濃度和碳含量的變化而變化。初步探討了紡錘狀LiFePO4/C復(fù)合材料形貌的演變過(guò)程。葡萄糖不僅能促進(jìn)生成純相LiFePO4,而且以無(wú)定形碳層的形式覆蓋在LiFePO4的表面。同時(shí),電極材料顯示了良好的電化學(xué)性能,電流密度為0.2C,電壓2.0-4.5V時(shí),首次放電容量達(dá)到135mAh·g-1。
　　第三章,采用新穎的水-油-水三相水熱法成功合成

4、了SnO2納米晶體,運(yùn)用XRD、TEM、HRTEM和DRS等手段系統(tǒng)表征了合成顆粒。結(jié)果表明:通過(guò)調(diào)節(jié)NaCl濃度可有效控制SnO2納米顆粒的尺寸,在NaCl濃度為1.13mol/L時(shí)SnO2納米顆粒的晶粒尺寸約6nm。其他合成條件不變,調(diào)節(jié)前驅(qū)體溶液的酸堿度,可以控制產(chǎn)物形貌。當(dāng)溶液為堿性時(shí),我們得到了SnO2納米棒。SnO2納米晶體的形成過(guò)程在本章做了簡(jiǎn)要的討論。將合成材料與合成條件中控制因素相聯(lián)系,優(yōu)化合成路徑,得到了理想的光催化