SnO2微納米結(jié)構(gòu)的可控自組裝及其器件應(yīng)用.pdf

1、二氧化錫,一種典型的n型半導(dǎo)體材料,以其獨(dú)特的物理化學(xué)性能,吸引了鋰離子電池和氣體傳感領(lǐng)域的眾多研究者。由于它擁有較高的能量密度,較低的成本以及良好的穩(wěn)定性,它被推薦為代替碳材料的未來(lái)最有前景的鋰電負(fù)極材料。然而,在循環(huán)過(guò)程中,材料的體積會(huì)發(fā)生劇烈的變化(約358％),導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞,循環(huán)性能下降,這就是阻礙其實(shí)際應(yīng)用的瓶頸。在氣體傳感領(lǐng)域它的靈敏度和響應(yīng)速率等參數(shù)還待進(jìn)一步提高。研究結(jié)果表明,材料的性能極大的取決于其結(jié)構(gòu)和形貌。本文針對(duì)

2、鋰離子電池和氣體傳感器不同的特點(diǎn)和需求,制備了三種新型二氧化錫納米結(jié)構(gòu),并研究了其鋰電或氣敏性能。
　　 在第二章中,我們采用共沉淀和之后退火的方法制備了單層二氧化錫納米空心球?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)溫度來(lái)控制制備單層和多層二氧化錫顆粒排列的空心球結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明單層空心球的氣敏性能比多層結(jié)構(gòu)有明顯提高。在實(shí)驗(yàn)條件下,對(duì)100ppm的乙醇的靈敏度高達(dá)51,我們認(rèn)為性能提高應(yīng)歸因于單層結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)的耗盡效應(yīng)?？傮w上講,我們的結(jié)果提出了一個(gè)提高氣

3、敏性能的新方法:單層排列空心結(jié)構(gòu)。
　　 第三章中,我們制備了二氧化錫介孔實(shí)心球。這種方法簡(jiǎn)單價(jià)廉,可以放大生產(chǎn)。這些多孔小球是由5nm的小顆粒堆積而成的。把這種材料作為鋰電的負(fù)極活性材料,它呈現(xiàn)極其優(yōu)秀的性能。在200 mA g-1的電流密度下循環(huán)50次,仍能保持761 mA hg-1的可逆容量。值得一提的是,即使在2 A g-1的高電流密度下循環(huán)50次,它仍能維持480 mA hg-1的可逆容量。本文研究了這種結(jié)構(gòu)自組裝過(guò)程