釩基納米材料的制備及其電化學(xué)性能.pdf

1、釩(Ⅴ)作為一種過渡金屬，與氧結(jié)合具有豐富的價態(tài)，與氮結(jié)合形成高導(dǎo)電性的VN，在電化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)被廣泛地研究。本課題通過氧化石墨烯和偏釩酸銨的水熱處理，及隨后的氫氣、氨氣氣氛下的熱處理過程，分別制備了兩種釩基納米材料（三氧化二釩-石墨烯三維凝膠和氮化釩-石墨烯三維凝膠），考察其形貌和結(jié)構(gòu)特征，并探索儲鋰和氧還原反應(yīng)催化的電化學(xué)性能。
　　三氧化二釩-石墨烯三維凝膠和氮化釩-石墨烯三維凝膠具有與眾不同的特性，包括均勻分散在石墨烯片層

2、上的納米晶粒、多孔的結(jié)構(gòu)、和連續(xù)不斷的石墨烯骨架。這些特性使其在儲鋰過程中能夠有序控制體積變化，阻止他們循環(huán)過程中的團(tuán)聚，使鋰和電子朝著電極快速擴(kuò)散，從而極大地提升了電化學(xué)活性。因此，釩基納米材料展現(xiàn)出突出的電化學(xué)性能，在鋰電存儲過程中表現(xiàn)出高可逆容量，良好的高倍率性能和長循環(huán)壽命。
　　其中，三氧化二釩-石墨烯三維凝膠在0.2 C電流倍率下，可逆容量為796 mAh g-1，50 C和100 C的倍率下，比容量仍保持在201mA

3、h g-1和192 mAh g-1，5C倍率下1000次循環(huán)后容量無衰減，且高低溫(0-75℃)性能良好。氮化釩-石墨烯三維凝膠樣品在0.2 C的電流倍率下，可逆容量可以達(dá)到715 mAh g-1，5C和20 C的倍率下，比容量分別保持在317mAh g-1和201 mAh g-1，庫倫效率近乎100％，800次循環(huán)后容量無衰減。
　　氮化釩-石墨烯三維凝膠作為非貴金屬基ORR電催化劑，具有豐富的VN量子點(diǎn)，高比表面積和多層次的孔