球型結(jié)構(gòu)金屬氧化物能源材料的合成與性能研究.pdf

1、球型結(jié)構(gòu)金屬氧化物能源材料的合成與性能研究一直是科學(xué)界的研究熱點(diǎn)。St(o)ber法作為一種傳統(tǒng)而經(jīng)典的方法廣泛地應(yīng)用于球型材料的合成研究中。通過(guò)這種方法，我們成功地合成了TiO2中空球、Zn2Ti3O8中空球、Co3O4@TiO2@C和Fe3O4@TiO2@C中空核殼結(jié)構(gòu)球、Co3O4@RGO復(fù)合物以及SiO2@三元錳基核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合物等一系列的球型金屬氧化物，并用作染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極或鋰離子電池負(fù)極材料。另外，本文以碳球?yàn)槟０搴?/p>

2、成了上轉(zhuǎn)換材料NaxGdFyOz∶Yb/Er中空球，并用于染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極的研究中。通過(guò)光電測(cè)試、電池充放電測(cè)試、循環(huán)伏安測(cè)試和電化學(xué)阻抗測(cè)試，系統(tǒng)地研究了材料在光電化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的機(jī)理。
　　本文以SiO2球作為模板，通過(guò)離子交換的形式成功地將Zn離子嵌入到TiO2納米晶體結(jié)構(gòu)中合成不同壁厚的Zn2Ti3O8中空球氧化物。當(dāng)材料用作鋰離子電池負(fù)極材料時(shí)，電池呈現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能，100次和200次循環(huán)

3、后容量依然分別保持在186.2mAh g-1和173.6mAh g-1。
　　Co3O4@TiO2@C和Fe3O4@TiO2@C中空核殼結(jié)構(gòu)球以及Co3O4@RGO復(fù)合物通過(guò)St(o)ber法成功地合成。研究結(jié)果表明包覆具有穩(wěn)定電化學(xué)特性的外層物質(zhì)可有效地緩解金屬氧化物在鋰離子充放電過(guò)程中的體積膨脹和材料粉化等機(jī)械形變，減少電極極化以及提高材料的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　核殼結(jié)構(gòu)SiO2@ZnxMn2O4球通過(guò)水熱法和離子交換法成功

4、地合成。研究結(jié)果表明，在后續(xù)的Zn離子交換過(guò)程中，有部分Zn離子并沒有嵌入至Mn基材料中，而是形成了ZnO納米粒子。電池電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明復(fù)合材料具有良好的電化學(xué)性能。SiO2@SnO2-MnCO3核殼結(jié)構(gòu)球型復(fù)合物則是直接采用水熱法合成，但是其作為鋰離子電池負(fù)極材料，性能并不是很理想。
　　不同壁厚的TiO2中空球通過(guò)調(diào)控TBOT的量被成功地合成。光電性能測(cè)試表明，TiO2中空球相對(duì)于TiO2納米粒子具有更好的散射作用。本文選擇