CNT-TiO2復合膜的制備及其電化學性能研究.pdf

1、CNT/TiO2復合膜在能源領域具有廣闊的潛在應用價值。本論文通過化學氣相法一步制備均勻連續(xù)的自支持CNT/TiO2復合膜,并研究了其結構和電化學性能。制備過程中,將復合膜過水致密后,制備了CNT/TiO2復合纖維,并初步探索了其吸附和力學性能。
　　本實驗制備的復合膜能連續(xù)紡出,產率約為120 mg/h。復合膜具有均勻網(wǎng)絡結構,細直少壁CNT構成相互連通的網(wǎng)絡支架,竹節(jié)狀CNT和TiO2復合,搭在網(wǎng)絡結構空隙;細直少壁CNT束直

2、徑約20 nm,竹節(jié)狀CNT直徑約30-50 nm，TiO2粒徑約40 nm;其中TiO2物相組成為金紅石86.5 wt.％、銳鈦礦13.5 wt.%;復合膜經簡單裁剪后,可直接進行電化學性能測試,鋰電首次放電容量達1037 mAh/g,30 mA/g電流密度下,容量為470 mAh/g,300 mA/g電流密度下,容量為250 mAh/g。通過調節(jié)原料中鈦酸丁酯的質量,可有效的改變復合膜中TiO2含量,且 TiO2含量的變化,不會改變

3、復合膜的網(wǎng)絡結構;復合膜的比表面積、孔體積和鋰電性能隨 TiO2含量的增加而增加。對復合膜進行酸處理后,部分Fe被除去,但破壞了復合膜中竹節(jié)狀CNT的結構,使得鋰電性能、電容性能降低;對復合膜進行熱處理,可有效的去除復合膜中的無定形碳,使得小電流下鋰電性能提高、電容性能提高。
　　CNT/TiO2復合膜過水后致密,變成中空的CNT/TiO2復合纖維,其對于甲基橙的吸附效果為90 mg/g。雙注入制備的纖維中,甲醇能純化CNT纖維,