SnS2(SnO2)多級(jí)微納結(jié)構(gòu)的合成及性能.pdf

1、SnS2和SnO2是重要的錫基氧族化合物，具有優(yōu)良的光學(xué)、催化、電化學(xué)、磁學(xué)及氣敏等性質(zhì)，在氣敏傳感器、電阻器、光電探測(cè)器、光導(dǎo)材料、發(fā)光材料、光催化劑、鋰離子電池和太陽(yáng)能電池等方面具有廣泛應(yīng)前景。多級(jí)無(wú)機(jī)功能微納米材料綜合了物質(zhì)本征效應(yīng)、納米尺度效應(yīng)和組合效應(yīng)所產(chǎn)生的多功能性使其成為納米材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一，并在儲(chǔ)能、催化、水處理、能量轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)。因此，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、可靠的軟化學(xué)法控制合成多級(jí)微納結(jié)構(gòu)、探索其新的功能將具

2、有重要的理論和實(shí)際意義。本論文遵循以設(shè)計(jì)合成為基礎(chǔ)，功能為導(dǎo)向的基本理念。通過(guò)反應(yīng)體系的選擇和反應(yīng)條件的調(diào)控，設(shè)計(jì)合成了一系列SnS2(SnO2)及其復(fù)合物多級(jí)微納結(jié)構(gòu)，探究了制備多級(jí)微納結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵問(wèn)題;并對(duì)這些多級(jí)微納結(jié)構(gòu)的電化學(xué)儲(chǔ)鋰、光學(xué)和氣敏等性能及其構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行了較為系統(tǒng)和全面的研究。具體內(nèi)容包括:
　　 (1)L-半胱氨酸輔助水熱法合成SnS2多級(jí)微納結(jié)構(gòu)及性能研究。
　　 通過(guò)簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)L-半胱氨酸的濃度成功

3、合成了三種不同結(jié)構(gòu)的SnS2多級(jí)微球。研究表明反應(yīng)初期體系中S2-離子的濃度是影響SnS2多級(jí)微納結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素，并對(duì)SnS2多級(jí)微納結(jié)構(gòu)的化學(xué)成分、結(jié)晶性、組裝單元、組裝形式、比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)等具有重要的影響。同時(shí)，SnS2多級(jí)微納結(jié)構(gòu)基本性質(zhì)也極大地影響了材料的電化學(xué)儲(chǔ)鋰性能、光吸收、光電響應(yīng)和光降解性能。
　　 (2)SnS2插層化合物的水熱合成及性能研究。
　　 采用水熱法合成了以CTAB、SDBS、PEG和P

4、VP等為客體，SnS2為主體的插層化合物。插層化合物的形成是反應(yīng)體系趨于熱力學(xué)穩(wěn)定的過(guò)程，同時(shí)溫度、時(shí)間、S2-的釋放速度、酸度、插層劑的濃度和分子大小對(duì)插層化合物的形成具有重要的影響。進(jìn)一步采用超聲法，通過(guò)超聲剝離PEG-SnS2插層化合物，獲得具有很強(qiáng)熒光性能的PEG-SnS2插層化合物量子點(diǎn)，其量子產(chǎn)率最高可達(dá)65％。而且PEG的分子量和前驅(qū)體的濃度對(duì)量子產(chǎn)率和激發(fā)波長(zhǎng)有十分明顯的影響。
　　 (3)SnOxS2-x/石墨

5、烯復(fù)合物的超聲法合成及儲(chǔ)鋰性能。采用超聲法成功制備了兩種錫基氧化物與硫化物不同比例的SnOxS2-x/石墨烯的復(fù)合物（SnO0.6S1.4/GNS和SnOS/GNS）。由于復(fù)合物以SnO2與SnS2的微觀(guān)混合相(S摻雜SnO2和O摻雜SnS2)替代純相的SnO2或SnS2與石墨烯復(fù)合，電化學(xué)性能表明兩種復(fù)合物都能實(shí)現(xiàn)從SnO2(SnS2)到錫單質(zhì)和氧化鋰（硫化鋰）、最后到錫鋰合金電化學(xué)儲(chǔ)鋰過(guò)程的全程可逆，并且復(fù)合物中SnO2與SnS2的

6、比例對(duì)于電化學(xué)過(guò)程的可逆性和穩(wěn)定性有決定性的影響，如SnOS/GNS復(fù)合物具有優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性(40次循環(huán)后仍有1066mAhg-1)和倍率性能（2Ag-1時(shí)比容量為402mAhg-1）。
　　 (4)SnO2多級(jí)微納結(jié)構(gòu)及其石墨烯復(fù)合物的水熱合成和性能。
　　 采用硫代乙醇酸輔助水熱法成功合成了SnO2空心微球，并通過(guò)堿源的調(diào)控合成了SnO2單晶納米粒子、納米短棒和海膽狀多級(jí)微納結(jié)構(gòu)，其中基于SnO2空心微球和海膽狀多