鐵基化合物多級結(jié)構(gòu)的制備及其在水處理、鋰電領(lǐng)域中的應(yīng)用研究.pdf

1、圍繞鐵基化合物多級結(jié)構(gòu)的合成和應(yīng)用展開研究，探索微納米功能材料的可控合成制備，為應(yīng)對全球性的環(huán)境污染和能源短缺問題提供一種可能的解決途徑。在合成方面，使用溫和低成本且環(huán)境友好的制備方法，探索鐵基化合物微納米材料的規(guī)模化宏量制備。在應(yīng)用方面，探索鐵基化合物微納米材料在水處理和鋰離子電池等重要領(lǐng)域的應(yīng)用前景。為解決鐵基化合物微納米材料在環(huán)境和能源領(lǐng)域中的應(yīng)用難題并最終實(shí)現(xiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)提供了一定的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。具體研究內(nèi)容如下:
　　

2、使用一步水熱法，不添加任何模板劑、表面活性劑和有機(jī)溶劑，制備得到了空心海膽狀的α-FeOOH三維多級結(jié)構(gòu)。研究了其形貌結(jié)構(gòu)的生長演進(jìn)過程，提出了一種自內(nèi)而外的非晶熟化機(jī)理。以α-FeOOH多級結(jié)構(gòu)作為吸附劑除去污水中的重金屬離子Cr(Ⅵ)，對其吸附動力學(xué)、平衡以及熱力學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)地研究和模型擬合，提出一種自發(fā)的基于靜電引力和離子交換的物理化學(xué)吸附機(jī)理。
　　使用丙三醇輔助的低溫水熱法制備得到由亞微米菱面體組裝而成的FeCO3三維多

3、級結(jié)構(gòu)。研究了其結(jié)構(gòu)生長過程和形貌演進(jìn)機(jī)理，分析了暴露面對于形貌和結(jié)構(gòu)的影響。以FeCO3多級結(jié)構(gòu)為電極材料，鋰片做對電極和參比電極，對其電化學(xué)性能進(jìn)行了研究:使用循環(huán)伏安法(CV)分析了充放電機(jī)理;通過在不同電流倍率下充放電測試了FeCO3電極材料的可逆容量、循環(huán)能力和倍率性能;使用電化學(xué)阻抗測試(EIS)探索了FeCO3電池具有優(yōu)異的電化學(xué)性能的可能原因。
　　使用溫和的水熱反應(yīng)或溶劑熱反應(yīng)，合成制備了具有空心結(jié)構(gòu)的氧化鐵產(chǎn)物