CNT-TiO2復(fù)合膜的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、CNT/TiO2復(fù)合膜在能源領(lǐng)域具有廣闊的潛在應(yīng)用價(jià)值。本論文通過化學(xué)氣相法一步制備均勻連續(xù)的自支持CNT/TiO2復(fù)合膜,并研究了其結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能。制備過程中,將復(fù)合膜過水致密后,制備了CNT/TiO2復(fù)合纖維,并初步探索了其吸附和力學(xué)性能。
　　本實(shí)驗(yàn)制備的復(fù)合膜能連續(xù)紡出,產(chǎn)率約為120 mg/h。復(fù)合膜具有均勻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),細(xì)直少壁CNT構(gòu)成相互連通的網(wǎng)絡(luò)支架,竹節(jié)狀CNT和TiO2復(fù)合,搭在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)空隙;細(xì)直少壁CNT束直

2、徑約20 nm,竹節(jié)狀CNT直徑約30-50 nm，TiO2粒徑約40 nm;其中TiO2物相組成為金紅石86.5 wt.％、銳鈦礦13.5 wt.%;復(fù)合膜經(jīng)簡單裁剪后,可直接進(jìn)行電化學(xué)性能測試,鋰電首次放電容量達(dá)1037 mAh/g,30 mA/g電流密度下,容量為470 mAh/g,300 mA/g電流密度下,容量為250 mAh/g。通過調(diào)節(jié)原料中鈦酸丁酯的質(zhì)量,可有效的改變復(fù)合膜中TiO2含量,且 TiO2含量的變化,不會改變

3、復(fù)合膜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);復(fù)合膜的比表面積、孔體積和鋰電性能隨 TiO2含量的增加而增加。對復(fù)合膜進(jìn)行酸處理后,部分Fe被除去,但破壞了復(fù)合膜中竹節(jié)狀CNT的結(jié)構(gòu),使得鋰電性能、電容性能降低;對復(fù)合膜進(jìn)行熱處理,可有效的去除復(fù)合膜中的無定形碳,使得小電流下鋰電性能提高、電容性能提高。
　　CNT/TiO2復(fù)合膜過水后致密,變成中空的CNT/TiO2復(fù)合纖維,其對于甲基橙的吸附效果為90 mg/g。雙注入制備的纖維中,甲醇能純化CNT纖維,