細(xì)菌纖維素基納米碳纖維的制備及其儲鋰儲氫性能研究.pdf

1、近年來,關(guān)于納米碳纖維的研究已經(jīng)引起人們廣泛的興趣。納米碳纖維具有諸如低密度、高比模量、高比強(qiáng)度、高導(dǎo)電性和較大表面積等許多優(yōu)良的性能,在吸波、涂層、儲氫和鋰離子電池等方面有許多應(yīng)用。細(xì)菌纖維素基納米碳纖維除具有上述性能外,同時具有良好的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和低廉的成本。
　　 本文通過熱解細(xì)菌纖維素制備了碳化和石墨化納米碳纖維,并對制備的碳纖維進(jìn)行改性和復(fù)合處理。采用XRD、Raman、SEM、TEM、BET、表面電阻和鋰離子電池充放

2、電、吸氫等測試方法研究了不同熱處理溫度和復(fù)合參數(shù)對納米碳纖維結(jié)構(gòu)和儲鋰、儲氫性能的影響。
　　 XRD和Raman分析表明,低溫?zé)峤獾募{米碳纖維的石墨化程度很低,經(jīng)過高溫石墨化處理后其石墨化程度升高,且隨著熱解溫度的升高,石墨化程度有增大的趨勢；采用SEM和TEM對納米碳纖維的微觀形貌進(jìn)行了觀察,結(jié)果表明,碳化和石墨化后纖維直徑為納米尺度,并且保持了細(xì)菌纖維素的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；HRTEM結(jié)果表明,隨著熱解溫度的升高,纖維由無定型的非晶

3、態(tài)向有序片狀石墨結(jié)構(gòu)的多晶態(tài)轉(zhuǎn)變。表面電阻和比表面積測試結(jié)果表明,二者均隨著納米碳纖維熱處理溫度的升高而減小。鋰離子電池恒流充放電測試結(jié)果表明,經(jīng)過高溫石墨化處理的納米碳纖維不可逆容量降低,循環(huán)穩(wěn)定性較低溫碳化的納米碳纖維有明顯的改善；氧化銅／納米碳纖維復(fù)合材料的充電容量明顯升高,循環(huán)穩(wěn)定性也有所改善。吸氫測試結(jié)果表明,納米碳纖維具有一定的儲氫性能,但儲氫量很低,且隨著熱解溫度升高,其儲氫量有所增加；KOH改性后的納米碳纖維的儲氫量較未