不同形貌和結(jié)構(gòu)碳納米管的制備和電化學(xué)嵌鋰性質(zhì).pdf

1、第一部分 碳納米管的制備和表征碳納米管直徑在幾納米到幾十納米之間,而長(zhǎng)度可達(dá)到微米數(shù)量級(jí)甚至更長(zhǎng),量子效應(yīng)及界面效應(yīng)均較顯著,因而具有獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì),在催化、復(fù)合材料、儲(chǔ)能材料和微電子器件等諸多領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景.在不同的應(yīng)用領(lǐng)域,對(duì)碳納米管的形態(tài)和結(jié)構(gòu)有著不同要求,制備不同形態(tài)和結(jié)構(gòu)的碳納米管具有重要的實(shí)用價(jià)值.本文通過(guò)調(diào)整催化劑前驅(qū)體的制備方法、催化劑前驅(qū)體的種類(lèi)、反應(yīng)溫度、原料氣的種類(lèi)和原料氣流速,制備了各種形態(tài)的碳納米

2、管.本文的研究結(jié)果表明,碳納米管的外徑和內(nèi)徑明顯地受催化劑的的大小和形狀所支配,而生長(zhǎng)過(guò)程中維持催化反應(yīng)的動(dòng)力平衡,決定了生長(zhǎng)的碳納米管的長(zhǎng)度.第二部分 碳納米管的電化學(xué)嵌鋰性能鋰離子電池是近年發(fā)展起來(lái)的一種新型電池,它具有電壓高,能量密度大,自放電小,循環(huán)壽命長(zhǎng),無(wú)污染,無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),可以適應(yīng)不同范圍多層次綠色能源的需要."魚(yú)骨狀"結(jié)構(gòu)的碳納米管是由多層具有類(lèi)石墨片狀結(jié)構(gòu)的同心、等徑及中空?qǐng)A錐形的面疊合而成,類(lèi)石墨層面取向與管軸傾

3、斜.本文通過(guò)在較低溫度(500~700℃)下在Ni-MgO催化劑上催化裂解甲烷一氧化碳和乙炔制備了各種形態(tài)和結(jié)構(gòu)的碳納米管.用甲烷制備在500℃、600℃、700℃制備的碳納米管可逆嵌鋰容量達(dá)到290 mAh/g、254 mAh/g、202 mAh/g,用一氧化碳制備在500℃、600℃、700℃制備的碳納米管可逆嵌鋰容量達(dá)到372 mAh/g、272 mAh/g、148 mAh/g,用乙炔制備在600℃、700℃制備的碳納米管可逆嵌鋰

4、容量達(dá)到430mAh/g、160 mAh/g.本文還在較低溫度(600~750℃)下用Co/SiO<,2>和泡沫鎳催化裂解乙炔制備了不同形態(tài)和結(jié)構(gòu)的碳納米管和納米纖維.用Co/SiO<,2>催化劑制備在650℃、700℃、750℃制備的碳納米管可逆嵌鋰容量達(dá)到436mAh/g,303 mAh/g,205 mAh/g,用泡沫鎳催化劑制備在600℃、700℃制備的碳納米纖維可逆嵌鋰容量達(dá)到480 mAh/g,272 mAh/g.XRD和拉曼