過渡金屬氧化物空心結(jié)構(gòu)和磷化物核殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其高效儲能研究.pdf

1、能源的開發(fā)研究一直以來是備受關(guān)注的話題，尤其是可再生的清潔能源。本課題主要采用水熱合成方法，成功地制備出了 Co3O4@Al2O3納米片復(fù)合材料和Fe2P/GC核殼八面體復(fù)合材料，并通過一系列的測試手段對樣品的形貌、成分及性能進(jìn)行了表征和評估。這兩種材料分別在鋰離子電池（LIBs）和電化學(xué)析氫（HER）方面表現(xiàn)出色。由于樣品是以前驅(qū)物為模板，使得煅燒之后兩種產(chǎn)物的形貌結(jié)構(gòu)都繼承了前驅(qū)物的外貌特征，從而獲得了結(jié)構(gòu)新穎、性能優(yōu)良的復(fù)合材料。

2、
　　本研究首先采用水熱法合成了Co6Al2CO3(OH)16.4H2O納米片，以之為前驅(qū)物及模板，在氫氣下煅燒，得到 Al2O3包裹單質(zhì) Co納米顆粒的納米片（Co@Al2O3納米片），再通過馬弗爐氧化，成功地合成了均勻的超薄 Al2O3納米片包裹 Co3O4空心納米球的復(fù)合材料（Co3O4@Al2O3納米片），并且保持了前驅(qū)物的六邊形納米片形貌。這里相對惰性的Al2O3納米片作為活性成分Co3O4納米空球的支撐框架，使材料的結(jié)

3、構(gòu)更加穩(wěn)固。這種新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使該材料具有超高的比表面積和卓越的電化學(xué)性能。在將其組裝成鋰離子電池的測試中，Co3O4@Al2O3復(fù)合材料在電流密度為0.1 A/g時(shí)的可逆容量高達(dá)1278 mAh/g，并且該材料的庫侖效率接近99％。因此，這種Co3O4@Al2O3納米片展現(xiàn)了超高的可逆容量和耐用的循環(huán)穩(wěn)定性，在鋰離子電池的應(yīng)用上具有非常良好的前景。此外，合成了八面體的超薄石墨碳外殼包裹Fe2P顆粒的復(fù)合材料。首先，通過水熱法成功地制備

4、了含碳聚合物外殼包裹 Fe2PO5晶體的八面體顆粒（Fe2PO5/C）。然后，用這種前驅(qū)物作為模板，在管式爐還原煅燒得到內(nèi)部為Fe2P顆粒，外部為超薄的石墨碳?xì)さ闹锌蘸藲そY(jié)構(gòu)復(fù)合材料（Fe2P/GC），并且碳?xì)け３种膀?qū)物的八面體外貌。這種中空核殼結(jié)構(gòu)使活性材料達(dá)到均勻分散的狀態(tài)，碳?xì)さ母綦x使材料不容易團(tuán)聚，能夠有效控制材料在電化學(xué)反應(yīng)過程中的體積膨脹。Fe2P/GC核殼八面體被作為HER催化劑時(shí)，表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性。在0.5 mol