导读:本文包含了铁基金属复合氧化物论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:ZnFe_2O_4,氧还原反应,金属有机框架,磷掺杂
铁基金属复合氧化物论文文献综述
李宝迎[1]（2019）在《Co、Fe、Zn基金属氧化物复合材料的制备及其催化性能研究》一文中研究指出以Co、Fe、Zn基金属氧化物复合材料在光催化降解和电催化性能的研究为中心,通过冷凝回流法制备出ZnO-ZnFe_2O_4纳米材料。采用电荷诱导组装法制备出石墨烯量子点修饰ZnO-ZnFe_2O_4复合材料。以六水合硝酸钴作为钴源,制备出Zn/Co比例不同的Zn_xCo_(1-x)Fe_2O_4金属氧化物复合材料。通过简单的热处理方法将P元素掺杂到Zn_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4金属氧化物复合材料。主要结论有,(1)通过冷凝回流法和电荷诱导组装法制备的石墨烯量子点修饰ZnO-ZnFe_2O_4复合材料,其较小的禁带宽度增强了对光的吸收效率,适量石墨烯量子点的修饰提高了电荷传输效率与活性位点数量,具有优异的光催化性能。在光催化降解MB测试中,相比于ZnO和ZnO-ZnFe_2O_4材料,1GQD/ZnO-ZnFe_2O_4复合材料的降解性能分别提升了10和4倍。在光催化降解盐酸四环素测试中,1GQD/ZnO-ZnFe_2O_4复合材料30分钟内的降解效率达到90%以上。(2)通过简单控制金属前驱体的浓度和类型,合成出不同尺寸和形貌的Co_3O_4纳米晶体材料。与Cubic-18和Triangular-9相比,Cubic-9型Co_3O_4纳米材料由于具有较大的比表面积和高的氧空位浓度,在0.1M KOH碱性溶液中显示出更高的极限电流密度(5.5 mA/cm~2)、更正的半波电位(0.48 V vsRHE)和更接近4的电子转移过程(转移电子数为3.68-3.79)。此外,Cubic-9型Co_3O_4纳米材料表现出优于商业Pt/C催化剂的稳定性和抗甲醇氧化性能。(3)利用对苯二甲酸作为有机配体,六水合硝酸钴作为钴源,制备Zn_xCo_(1-x)Fe_2O_4金属氧化物复合材料。在1M KOH碱性溶液中考察了ZnFe_2O_4、Zn_(0.7)Co_(0.3)Fe_2O_4、Zn_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4、Zn_(0.3)Co_(0.7)Fe_2O_4和CoFe_2O_4材料的OER和HER性能。随着Zn/Co比值的降低,极限电流密度呈现出先增大后减小的趋势,过电位(η_(10))也表现出先减小后增大的趋势。当Zn/Co比值为1时,Zn_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4复合材料表现出优异的OER和HER性能,此时具有最高的极限电流密度,最低的过电位(OER:305 mV,HER:331 mV)和最小的塔菲尔斜率(OER:131 mV/Dec,177 mV/Dec)。稳定性测试结果显示,该材料具有良好的电催化OER稳定性及较差的电催化HER稳定性,在稳定性测试过程中过电位增加了约300 mV。(4)通过热处理方法进行P元素的掺杂,制备P-Zn_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4复合材料。在1M KOH碱性溶液中对比了Zn_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4和P-Zn_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4复合材料的电催化OER和HER性能,发现P元素掺杂可以显着提升材料的催化活性。与Zn_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4材料相比,P-Zn_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4复合材料具有高的氧空位浓度和电解水活性位点数量(ECSA测试结果表明,P元素掺杂材料的电化学比表面积提高了89%),表现出更大的极限电流密度更小的、更小的过电位(OER:277 mV,HER:191 mV)和塔菲尔斜率(OER:44 mV/Dec,46 mV/Dec)。稳定性测试结果显示,P掺杂Zn_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4复合材料具有优异的电催化OER和HER稳定性。(本文来源于《中国地质大学(北京)》期刊2019-05-01）
段超宇[2]（2019）在《铁基金属氧化物/碳复合材料的制备及其电化学性能研究》一文中研究指出铁基金属氧化物作为锂离子电池负极材料时具有理论容量高、储量丰富、对环境友好等优势。但是,在充放电过程中,铁基金属氧化物负极材料体积效应显着、电子导电性差以及团聚现象严重等问题导致其循环寿命短、倍率性能差等。针对上述缺陷,本论文采用离子液体为碳源,通过高温热解工艺制备不同形貌的铁基金属氧化物并对其进行碳包覆改性,从而有效改善其电化学性能,主要内容如下:(1)采用离子液体[BMIm][N(CN)_2]为碳源,通过溶解-重结晶生成氯化钠模板剂的工艺合成了多孔的碳修饰Fe_2O_3复合材料(PFe_2O_3-C)。在高温热解和后续的氧化过程中,Fe(NO_3)_3与离子液体[BMIm][N(CN)_2]混合物始终均匀的分布在氯化钠颗粒表面,这限制了Fe_2O_3的纵向生长,因此形成了尺寸为30nm均匀分散的颗粒。与不加氯化钠合成的复合材料(Fe_2O_3-C)相比,PFe_2O_3-C表现出了优异的循环和倍率性能。这是因为PFe_2O_3-C的多孔结构不仅能够提供额外的储存锂活性位点,缩短锂离子传递的距离,还能缓冲脱/嵌锂过程中产生的体积效应。此外,与其复合的碳材料能够提高电极的电子导电性。(2)利用化学反应原位生成氯化钠模板剂的工艺制备了具有异质结的α-Fe_2O_3/Fe_3O_4-C复合材料和Fe_3O_4-C纳米簇复合材料。这种特殊结构具有以下优势:(1)大比表面积能够提供更多的锂离子转移路径以及储锂活性位点;(2)多孔框架结构不仅增强了材料的结构稳定性,还能够提供优异的导电网络;(3)异质结能够促进锂离子扩散的动力学过程;(4)碳材料能够增强材料的电子导电性。因此,α-Fe_2O_3/Fe_3O_4-C复合材料和Fe_3O_4-C纳米簇复合材料都表现出了优异的电化学性能。(3)利用柯肯达尔效应制备了碳包覆的核壳结构Fe@CoFe_2O_4材料(Fe@CoFe_2O_4@C)。用作锂离子电池负极材料时,Fe@CoFe_2O_4@C表现出了优异的循环性能和倍率性能。在放电的过程中,Fe和Co颗粒在低压阶段会碎化成更小的晶粒,但是始终均匀地分布在Fe核的表面,保证了Fe@CoFe_2O_4@C的结构稳定性,从而显着提高了Fe@CoFe_2O_4@C的可逆容量。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2019-03-14）
樊涛涛[3]（2018）在《碳基金属氧化物复合材料制备及其电容性能的研究》一文中研究指出随着社会的发展,全球化石能源日益消耗,环境的污染日渐严重,气候的变化逐渐影响人类的生活,迫切需要人类研究洁净的可持续发展的可再生能源。超级电容器作为储能器件,具有高功率密度,快速的充放电速率,优异的循环稳定性以及较宽的工作温度范围。本工作通过优化反应条件,实现碳材料与金属氧化物进行有效纳米复合,并以此为电极材料,研究其电容特性。具体开展了下述叁个体系的工作:1.使用改进的Hummer法制备氧化石墨烯(GO),通过水热法以及高温退火制备Fe_3O_4@NG复合物,通过TEM,AFM,XRD,XPS等表征手段表征Fe_3O_4@NG复合物的形貌和结构,结果显示Fe_3O_4颗粒大小均匀,并且均匀分散在氮掺杂石墨烯表面,Fe_3O_4具有较好的晶型。以1.0 mol/L Na_2SO_4电解质溶液,在电流密度为1 A/g时,Fe_3O_4@NG复合材料的比电容值可达到244.3F/g。在1000个循环周期以后,Fe_3O_4@NG复合物电极则由初始比电容244.3F/g降低到207.7F/g,比电容仍保持初始容量的85.02%,该材料具有较好的循环稳定性。通过计算Fe_3O_4@NG复合材料的能量密度为21.72Wh/kg,功率密度为400.9W/kg。测试结果显示该材料是制作超级电容器的理想材料。2.使用SnCl_4·H_2O和少壁碳纳米管(FWNT)为初始原料,原位合成SnO_2@FWNT复合物,通过表征SnO_2@FWNT复合物的形貌和结构。结果表明:SnO_2纳米颗粒均匀的分布在碳纳米管表面,并且在与SnO_2复合后,FWNT仍然保持了自身原来的特有的结构特征,且为载流电子在FWNT提供了自由移动的必要条件。在电流密度为1A/g时,中性电解质溶液中,SnO_2@FWNT复合材料的比电容值可达到216.5F/g,并在1000个循环周期以后,SnO_2@FWNT由初始比电容216.5 F/g降低到193.8 F/g,比电容仍保持初始容量的89.52%,表现出优异的循环稳定性,通过计算SnO_2/FWNT复合物的能量密度为30.63Wh/kg,功率密度为512.79W/kg。3.使用KMnO_4,K_2PtCl_6和单壁碳纳米角(SWCNH)为原料,采用溶剂热法制备Pt/MnO_2@SWCNH复合材料。使用TEM,XRD,XPS等表征手段表征复合材料的形貌和结构。MnO_2颗粒均匀的原位负载在石墨烯纳米片上。在电流密度为1 A/g时,1.0 M Na_2SO_4电解质溶液中,Pt/MnO_2@SWCNH复合物的比电容为314.5F/g,1000个循环周期以后,Pt/MnO_2@SWCNH复合物电极则由初始比电容314.5F/g降低到273.28F/g,比电容仍保持初始容量的86.89%,表现出优异的循环稳定性,通过计算Pt/MnO_2@SWCNH复合物电极的能量密度为27.96Wh/kg,功率密度为410.78W/kg。结果表明Pt/MnO_2@SWCNH复合物是超级电容器的理想材料。(本文来源于《东华理工大学》期刊2018-06-13）
乜广弟,龙云泽,卢晓峰,王策[4]（2017）在《碳基金属氧化物复合纳米纤维的制备及其电化学性质研究》一文中研究指出近年来,碳纳米纤维(CNFs)被认为是一种理想的导电支撑基质。然而,常规的静电纺CNFs电导率低,比表面积较小,不利于电极-电解液界面间的电荷存储与释放。因此,我们首先在聚合物纺丝液中加入金属盐,来提高CNFs的石墨化程度与多孔性,然后,以该C-MO_x(M=Mn、Cu、Co)复合纳米纤维为基底,在其表面沉积MnO_2壳层。当用于超级电容器电极中时,上述一维核壳结构材料表现出优于CNFs@MnO_2的电化学电容性能,这些实验结果为改善碳基金属氧化物电极的性能提供了一种可行方法。(本文来源于《第叁届中国国际复合材料科技大会摘要集-分会场6-10》期刊2017-10-21）
季东[5]（2017）在《叁维石墨烯/MOF基金属氧化物复合材料的制备及其储能性质研究》一文中研究指出绿色能源开发和节能减排技术已成为当今世界最重要也最热门的研究课题之一,寻找和开发具有高比容量、长循环寿命和高导电的新型电极材料是电化学储能器件研究领域亟待解决的一个关键科学问题。本文研究思路:(1)基于叁维石墨烯网络(3D graphene network,简称3DGN)高导电性、大比表面和高机械强度等固有特性,同时结合金属有机骨架(Metal-Organic Framework,简称MOF)材料比表面积高、孔容大、孔道规则可调和结构可修饰等优点,采用原位自组装方法制备3DGN/MOF复合材料;(2)将3DGN/MOF复合材料高温热解煅烧,制备具有柔性自支撑功能的3DGN/金属氧化物(Metal Oxide,简称MOx)复合材料。优化材料制备条件,探索其可控构筑途径;(3)结合结构测定、物性表征、电化学性能和储能机制研究,探讨3DGN/MOx复合材料的组成、微结构、导电性、多孔性等与其电化学性能之间的构效关系,通过调变和优化材料的结构和物性参数,获得高性能的电极材料,为新型一体化电极材料的研制提供了新思路。具体研究内容如下:(1)采用溶剂热法,将含锰的金属有机骨架Mn-BTC负载在3DGN上制备3DGN/Mn-BTC,通过煅烧3DGN/Mn-BTC制备3DGN/Mn_2O_3自支撑柔性多级孔材料。将该材料用作超级电容器电极材料,表现出较好的电化学性能。电流密度为0.2 A g~(-1)时的比容量达到471.05 F g~(-1)。电流密度为1 A g~(-1)时,循环1800圈后的容量几乎没有衰减,电流密度为5 A g~(-1)时的比容量仍能达到270 F g~(-1)。(2)采用溶剂热法,将含镍的金属有机骨架Ni-BTC生长在3DGN上制备3DGN/Ni-BTC,通过煅烧3DGN/Ni-BTC制备具有多级孔结构的3DGN/NiO自支撑电极材料。将该材料直接用作锂离子电池负极,表现出较好的电化学性能。电流密度为100 mA g~(-1)时,循环50圈后的容量为300 mAh g~(-1);电流密度为250 mA g~(-1)时的比容量为197 mAh g~(-1)。该电极材料在循环稳定性、倍率性能等方面均优于纯NiO电极。(3)采用溶剂热法,将含铜的金属有机骨架Cu-BTC生长在3DGN上制备3DGN/Cu-BTC,通过煅烧3DGN/Cu-BTC制备具有多级孔结构的3DGN/CuO复合材料。将该材料直接用作锂离子电池负极,表现出较好的倍率性能和循环性能。电流密度为100 mA g~(-1)时的比容量达到409 mAh g~(-1),循环50圈后的容量保持率高达99%;电流密度为1600 mA g~(-1)时的比容量仍能达到219 mAh g~(-1)。(本文来源于《江苏科技大学》期刊2017-06-01）
韩笑[6]（2017）在《钴、铜基金属氧化物/氮掺杂碳纳米复合材料的制备及其光电性能研究》一文中研究指出近年来,以具有特定结构的金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)为模板制备具有光、电化学活性的材料(包括多孔碳材料、金属、金属氧化物和金属硫化物及它们的复合材料等)成为目前新功能材料研究领域的一个热点方向。与其它模板相比,以结构可调性的MOFs作为模板(前驱体)构建的金属氧化物/碳纳米复合材料具有以下有优点:(1)较大的比表面积,(2)多孔结构,(3)金属氧化物可镶嵌在碳基底上,增强其稳定性和光电性能,(4)通过设计MOFs配体(富含杂原子)从而引入杂原子进行掺杂。对于碳材料而言,N是非常好的掺杂物。N原子具有与C原子类似的原子直径和更高的电负性,N掺杂可以产生外部缺陷,从而提高C的反应性和导电性,并提供更多的反应活性位点,提高材料的光、电化学性能。富含N的MOF作为MOF中的一类,由于存在大量N和C组分,是构筑光、电催化材料的优良前驱体。因此,本论文中,我们合理设计和合成具有特定结构的MOF,并以其为模板制备具有N掺杂碳包覆的金属氧化物纳米复合材料,并探究它们在锂离子电池和光催化交叉脱氢偶联反应(CDC反应)中的应用。主要内容如下:1.设计并合成了一种富含N的双齿配体,并用它来构建了一个新型富含N的Co-MOF。500°C下,在氮气气氛中对其进行化学转化,成功制备了鱼鳞状N掺杂C包覆的Co_3O_4多孔材料。作为锂离子电池的阳极材料,由于Co_3O_4纳米颗粒和N掺杂C材料之间的协同效应,样品显示出优异的电化学性能。2.以富含N的Cu-MOF(NTU-105)作为模板,得到N-Cu_2O@N-C纳米复合材料,仪器表征表明该材料为N掺杂的小尺寸Cu_2O纳米颗粒均匀镶嵌在N掺杂的多孔碳基底上。飞秒瞬态吸收光谱证明该复合材料的电子和空穴分离效率高,作为催化剂在C-C键形成反应中显示出高效的光氧化还原活性。3.通过含N调节剂的引入,合成具有立方八面体形貌的HKUST-1纳米材料,并以此为模板制备N-Cu_2O@N-C立方八面体核壳纳米结构。该结构提供了丰富且活性高、稳定性强的催化位点,同时核-壳结构增强了光吸收效率,对C-C键形成反应具有高的光催化活性和良好的稳定性。(本文来源于《江苏师范大学》期刊2017-05-25）
刘蕊蕊,冀志江,谭建杰,王静,张琎珺[7]（2017）在《海泡石基金属氧化物复合材料的合成及其光催化性能研究进展》一文中研究指出海泡石比表面积大、孔隙率高,且表面具有一定量的硅羟基基团,这可为其负载金属氧化物如TiO_2、ZnO、Fe_2O_3等提供更多的活性位点,因而它可以作为一种有效载体来制备具有较好吸附性和催化性的复合材料。主要介绍了海泡石基金属氧化物复合材料的不同制备方法,如溶胶-凝胶法、沉淀法、浸渍法;概述了其在提高比表面积、孔容积以及吸附性能等方面具有的优势;并综述了其在液相和气相光催化领域中的应用;介绍了其光催化性能的影响因素及最佳降解效果;最后对其作为生态环境材料的应用进行了前景展望。(本文来源于《材料导报》期刊2017年09期）
张小玉[8]（2017）在《钴基金属氧化物—还原氧化石墨烯复合材料的制备、表征及性能研究》一文中研究指出氢氧燃料电池作为一种清洁的能源体系引发了越来越多的关注,氢能的储存是该技术取得突破的关键问题。由于快速充放电、可靠的稳定性和长的循环寿命等优势,可充电锂离子电池(LIBs)一直是便携设备的主要动力来源。各种各样的过渡金属氧化物由于其具有较高的催化活性和大于商业碳质阳极的高理论比容量,而得到研究者的广泛青睐,同时结合石墨烯优异的物理化学性能,应用在催化和电极材料方面将会取得满意的效果。本文以石墨烯为载体,合成了一系列基于石墨烯的二维材料用于硼氢化钠水解制氢以及石墨烯包覆的叁维材料用于锂离子电池负极材料。采用紫外可见光谱、X射线衍射仪、透射电子显微镜、比表面及孔径分析仪、X射线光电子能谱等技术对其形貌和结构进行表征,并对其催化产氢性能和电化学性质做了详细的测试和讨论。以油胺为保护剂,采用溶剂热的方法合成了小尺寸、分散性较好的Co_3O_4纳米晶,以此为前驱体与不同氧化程度的石墨烯进行复合,经过高温煅烧过程分别得到了负载钴氧化物纳米晶的多孔石墨烯和生长有碳纤维的石墨烯材料CoO_x-PG和CoO_x-GCNFs。在煅烧过程中,Co_3O_4纳米晶作为蚀刻剂与石墨烯之间发生碳热反应而得到还原,在石墨烯上蚀刻出均匀的孔,以及催化碳纤维在石墨烯表面的生长,这也是本文的创新所在。CoO_x-PG和CoO_x-GCNFs用于催化硼氢化钠(NaBH4)水解产氢,在30℃产氢速率分别达到1472 m L·min-1·gCo-1和2696 mL·min-1·gCo-1,这种显着的催化活性归因于CoO_x和PG/GCNFs之间的协同作用,小尺寸的CoO_x纳米晶具有较高的催化活性,PG/GCNFs作为二维的基底,可以阻止纳米晶的团聚和提供更多的催化位点。另外,这两种催化剂在催化过程中产生的磁性,一方面利于催化剂回收重复利用,另一方面可以利用磁性传动作用控制催化剂与NaBH4溶液的接触来控制产氢反应的发生和停止。综上,这两种催化剂可以作为廉价、高效的催化剂。以四水乙酸钴为前驱体,通过溶剂热法得到了花状结构的四氧化叁钴微球(Co_3O_4-MS),然后与石墨烯进行复合包覆,并以水合肼对石墨烯进行还原,得到了氮掺杂-石墨烯包覆的四氧化叁钴微球(Co_3O_4-MS@NG)。得到的Co_3O_4-MS,尺寸均一,是有许多超薄的纳米片自组装而成,具有介孔结构。将Co_3O_4-MS和Co_3O_4-MS@NG用作LIBs阳极材料,在0.2 C下100次循环后,容量分别达到342.4 m A·h·g-1和407.5 mA·h·g-1,同时库伦效率接近100%,高倍率充放电后,仍能回到较高的容量值,电化学阻抗较小,满足LIBs阳极材料的性能要求。这种优越性能归因于独特的带有孔隙的叁维结构以及外层包覆的氮掺杂还原氧化石墨烯为电子的快速传输提供通道。(本文来源于《郑州大学》期刊2017-05-01）
王艳坤[9]（2016）在《锡基金属氧化物/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究》一文中研究指出目前,各种便携式电子设备中锂离子电池占据绝对的主导地位并且被视为下一代可充放电设备最具有商业化前景的电源。对新型电极材料的探索是满足现代高能耗设备对锂离子电池及超级电容器提出的高能量密度及增强的循环寿命要求的重要保障。在新型电极材料家族中,锡基金属氧化物由于其理论容量高、来源广泛、形貌多样等优点而备受关注。由于这些材料本身较低的导电性严重阻碍了充放电过程中电子的迁移,此外在持续的充放电过程中,锂离子的嵌入/脱出过程引起材料的严重聚集效应和巨大体积变化易造成电极的粉化及容量的快速衰减,导致材料的循环性能和倍率性能较差,从而极大地阻碍了这些材料的实际应用。为解决这些难题,通过将含碳材料与锡基金属氧化物进行有效复合制备锡基金属氧化物/碳纳米复合材料,尤其是锡基金属氧化物/石墨烯纳米复合物已被实验证实是一种有效的解决办法。基于锡基金属氧化物在能量储存领域的优势,本论文以锡基金属氧化物/还原氧化石墨烯复合材料的结构设计为导向,制备了一系列锡基金属氧化物/还原氧化石墨烯微/纳米复合材料,将其作为锂电负极材料及超级电容器活性材料并研究了其电化学性能。综合研究工作,取得以下主要创新性成果:(1)利用氧化石墨烯和Sn(OH)_4胶体纳米颗粒间的溶胶静电自组装作用,然后在N_2气氛下经550℃煅烧2 h,成功制备了SnO_2/还原氧化石墨烯纳米复合材料(SGNC)。形貌分析显示平均粒径≦5 nm的多晶SnO_2纳米颗粒均匀分散并紧密结合在褶皱状还原氧化石墨烯纳米片表面。作为锂电负极材料,SGNC显示出优异的电化学性能:在100 m A/g的电流密度下,首次放电比容量高达1710.8m Ah/g。相对于容量快速衰减的SnO_2负极材料,SGNC在500 m A/g的高电流密度下经100次充放电循环后容量仍保持553.7 m Ah/g。(2)对所制备的SGNC作为超级电容器活性电极材料亦考察了其电容性能。电化学性能测试结果显示在1 M Na_2SO_4电解质溶液中,在5 m V/s的扫速下,SGNC的比容量高达347.3 F/g。此外,SGNC亦表现出优异的循环性能,以100m A/g的充放电流密度进行3000次充放电测试,其比容量仍保持约初始容量的90%,结果表明SGNC亦是一种极具应用前景的高性能超级电容器材料。(3)采用简易的碱蚀刻-热解法将低体积膨胀率的ZnO引入到高理论容量的SnO_2中,成功制备了ZnSnO_3双金属氧化物。形貌分析显示所制备的ZnSnO_3呈边长约为1μm的无定形态中空立方体。作为锂电负极材料,在100 m A/g电流密度下,其首次放电容量高达1591 m Ah/g,50次循环后放电容量保持305m Ah/g。其良好的电化学性能可归因于其更高的理论容量、无定形态及能有效缓冲锂离子嵌入-脱嵌过程引起的体积变化的中空结构。(4)利用聚二烯丙基二甲基氯化铵修饰的表面荷正电的中空ZnSnO_3立方体胶体与表面荷负电的氧化石墨烯胶体间的溶胶静电自组装作用,通过水热还原和真空冷冻干燥处理成功制备了叁维中空ZnSnO_3立方体/还原氧化石墨烯气凝胶(ZGAS)。由柔韧的还原氧化石墨烯包覆的中空多孔ZnSnO_3立方体所构成的叁维ZGAs导电网络不但能有效缓冲由于锂离子在嵌入/脱嵌过程中引起的巨大体积膨胀,并能加速锂离子在叁维网状结构的传递和电子的运输,因而作为锂电负极材料,ZGAs拥有更高的放电比容量(在100 m A/g充放电流密度下,首次放电比容量高达1987.5 m Ah/g)、显着增强的循环稳定性(在100 m A/g充放电流密度下经100次循环,放电比容量仍达745.4 m Ah/g)及优异的倍率性能(在1200 m A/g高电流充放电条件下,放电比容量高达552.6 m Ah/g)。实验结果表明ZGAs可作为理想的高性能锂离子电池负极材料。(5)通过简单的胶体絮凝法成功的制备出多晶ZnSnO_3/还原氧化石墨烯纳米复合材料(ZSGNC)。形貌分析显示平均粒径约4 nm的橄榄球状ZnSnO_3纳米晶均匀分散在还原氧化石墨烯纳片表面。作为锂离子电池负极材料,在100 m A/g充放电流密度下,首次放电容量为1691 m Ah/g,经100周循环后放电比容量仍高达713 m Ah/g,其高比容量及优异的循环性能表明ZSGNC是一种极具实用前景的高性能锂离子电池负极材料。(本文来源于《郑州大学》期刊2016-09-01）
李鹏发[10]（2015）在《钴基金属复合氧化物催化剂的制备及其在锂空气电池中的应用研究》一文中研究指出近年来锂空气电池成为研究热点,该电池与普通的锂离子电池相比,有更高的理论能量密度(11,000 Wh kg-1),被认为在电动汽车领域里的最有前景的储能系统。但是,在投入实际应用之前,需要解决诸如低的循环效率、低的倍率性能和差的循环性能等问题。最近,人们在通过空气电极引入双功能催化剂来提高电池的电化学性能方面做了大量的工作。基于此,本文研究重点集中在制备廉价高效的锂空气电池催化剂。具体研究内容包括:(1)首次通过静电纺丝技术和煅烧后处理方法得到了一维多孔的La0.5Sr0.5CoO2.91纳米管,并作为高效的双功能催化剂应用于锂空气电池。当由La0.5Sr0.5CoO2.91纳米管组装的锂空气电池在电流为100 mA g-1条件下放电,得到首次放电容量为7205 mAh g-1,放电电压平台为2.66 V。La0.5Sr0.5CoO2.91纳米管在碱性介质和非水电解液中可以有效的促进氧还原和氧析出反应,因而提高了电池的能量效率和库伦效率。电池在限容1000 mAh g-1的条件下可以循环85次,表明可以作为双功能催化剂应用于锂空气电池的正极。(2)通过硬模板制备了叁维有序介孔(3DOM)的CuCo2O4材料,该材料可以作为高效的双功能催化剂应用于锂空气电池。通过XRD和TEM确定了CuCo2O4材料为纯相的叁维有序结构。制备的CuCo2O4纳米颗粒有高的比表面积97.1 m2 g-1。循环伏安测试表明叁维介孔的CuCo2O4可以提高氧还原(ORR)和氧析出(OER)的动力学反应。由3DOM CuCo2O4组装的锂空气电池比纯的科琴炭黑(KB)组装的锂空气电池有更高的放电比容量,放电比容量为7456 mAh g-1。另外,在电流密度为100 mA g-1条件下,CuCo2O4电极比碳电极极大的提高了电池的循环性能,且降低了610 mV的充放电电位差。CuCo2O4材料的高的催化活性与其大的比表面积和3D有序介孔结构有关。(3)通过硬模板制备了叁维有序介孔(3DOM)的ZnCo2O4材料,该材料可以作为高效的双功能催化剂应用于锂空气电池。通过XRD和BET表征了ZnCo2O4纳米颗粒为尖晶石结构,且有127.2 m2 g-1的高比表面积。由3DOM ZnCo2O4组装的锂空气电池比纯的科琴炭黑(KB)组装的锂空气电池有更高的放电比容量,放电比容量为6024 mAh g-1。另外,在电流密度为100 mA g-1条件下,ZnCo2O4电极比碳电极极大的提高了电池的循环性能,且降低了220 mV的充放电电位差。ZnCo2O4材料的高的催化活性与其大的比表面积和3D介孔结构有关。(本文来源于《北京理工大学》期刊2015-06-01）
铁基金属复合氧化物论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
铁基金属氧化物作为锂离子电池负极材料时具有理论容量高、储量丰富、对环境友好等优势。但是,在充放电过程中,铁基金属氧化物负极材料体积效应显着、电子导电性差以及团聚现象严重等问题导致其循环寿命短、倍率性能差等。针对上述缺陷,本论文采用离子液体为碳源,通过高温热解工艺制备不同形貌的铁基金属氧化物并对其进行碳包覆改性,从而有效改善其电化学性能,主要内容如下:(1)采用离子液体[BMIm][N(CN)_2]为碳源,通过溶解-重结晶生成氯化钠模板剂的工艺合成了多孔的碳修饰Fe_2O_3复合材料(PFe_2O_3-C)。在高温热解和后续的氧化过程中,Fe(NO_3)_3与离子液体[BMIm][N(CN)_2]混合物始终均匀的分布在氯化钠颗粒表面,这限制了Fe_2O_3的纵向生长,因此形成了尺寸为30nm均匀分散的颗粒。与不加氯化钠合成的复合材料(Fe_2O_3-C)相比,PFe_2O_3-C表现出了优异的循环和倍率性能。这是因为PFe_2O_3-C的多孔结构不仅能够提供额外的储存锂活性位点,缩短锂离子传递的距离,还能缓冲脱/嵌锂过程中产生的体积效应。此外,与其复合的碳材料能够提高电极的电子导电性。(2)利用化学反应原位生成氯化钠模板剂的工艺制备了具有异质结的α-Fe_2O_3/Fe_3O_4-C复合材料和Fe_3O_4-C纳米簇复合材料。这种特殊结构具有以下优势:(1)大比表面积能够提供更多的锂离子转移路径以及储锂活性位点;(2)多孔框架结构不仅增强了材料的结构稳定性,还能够提供优异的导电网络;(3)异质结能够促进锂离子扩散的动力学过程;(4)碳材料能够增强材料的电子导电性。因此,α-Fe_2O_3/Fe_3O_4-C复合材料和Fe_3O_4-C纳米簇复合材料都表现出了优异的电化学性能。(3)利用柯肯达尔效应制备了碳包覆的核壳结构Fe@CoFe_2O_4材料(Fe@CoFe_2O_4@C)。用作锂离子电池负极材料时,Fe@CoFe_2O_4@C表现出了优异的循环性能和倍率性能。在放电的过程中,Fe和Co颗粒在低压阶段会碎化成更小的晶粒,但是始终均匀地分布在Fe核的表面,保证了Fe@CoFe_2O_4@C的结构稳定性,从而显着提高了Fe@CoFe_2O_4@C的可逆容量。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
铁基金属复合氧化物论文参考文献
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