納米氧化鐵的沉淀—噴霧干燥法制備及其電化學性能研究.pdf

1、納米氧化鐵由于原料豐富、化學性質(zhì)穩(wěn)定，在工業(yè)生活中有著廣泛的應用。本文在綜述納米材料的制備方法基礎上，以規(guī)?；苽浼{米氧化鐵為研究目標，采用液相沉淀-噴霧干燥法制備納米氧化鐵材料，進而研究了多種形貌的氧化鐵作為鋰離子電池負極材料的電化學性能。論文采用X-射線衍射、場發(fā)射掃描電子顯微鏡、熱重等多種現(xiàn)代材料測試分析手段以及恒電流充放電、循環(huán)伏安法等電化學測試技術，研究了飽和FeCl3溶液和氨水的比例、沉淀反應溫度、前驅(qū)體煅燒溫度、表面活性劑

2、等制備工藝和參數(shù)對合成的納米氧化鐵形貌、尺寸及分散性的影響;研究了氧化鐵的形貌尺寸及FeO/C對電化學性能的影響。
　　研究結(jié)果表明，在飽和FeCl3溶液、氨水、乙醇與去離子水的體積比為1∶0.5∶0.3∶8時，沉淀反應溫度為100℃條件下，噴霧干燥前驅(qū)物在550℃煅燒1h，可制備顆粒尺寸在40-80 nm之間的分散性良好的納米氧化鐵。此外，在飽和FeCl3溶液中添加十二烷基苯磺酸鈉和硬脂酸鈉作為表面活性劑，可進一步減少納米氧化鐵

3、的顆粒尺寸至30-50 nm，且顆粒的分散性好。
　　調(diào)節(jié)氯化鐵和尿素的摩爾比，可以制備出納微分級結(jié)構的空心球、分散的納米顆粒、短棒狀顆粒組成的實心球等多種形貌結(jié)構。納微分級的空心球結(jié)構材料的可逆容量最高，在100次循環(huán)之后，其比容量仍然保持在980 mAh/g左右，可逆容量保持率高達89.9％，其優(yōu)良電化學性能是因為納米結(jié)構可以縮短Li+擴散路徑，減少充放電循環(huán)過程中的體積變化，空心結(jié)構也為氧化鐵在脫嵌鋰過程中的體積變化提供了空