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电子元件与材料 2018年第5期37卷 35-39页

作者：杜玮赵强刘涛何泓材电子科技大学材料与能源学院四川成都610054

用气纺丝法制备了氧化物复合碳纤维材料的前驱体,并通过惰性气氛800℃高温处理得到氧化物复合碳纤维纳米线。通过扫描电镜对所制得的纳米碳纤维进行显微结构分析,重点考察其作为锂离子电池负极材料的电化学性能。结果表明:CF-Sn O_2-Co_... 详细信息

用气纺丝法制备了氧化物复合碳纤维材料的前驱体,并通过惰性气氛800℃高温处理得到氧化物复合碳纤维纳米线。通过扫描电镜对所制得的纳米碳纤维进行显微结构分析,重点考察其作为锂离子电池负极材料的电化学性能。结果表明:CF-Sn O_2-Co_3O_4碳纤维作为负极主材组装的电池具有最佳的充放电性能,初次放电容量可达到1490 m Ah/g,50次循环后比容量保持在599 m Ah/g,电化学阻抗最小,倍率性能最好。因此,CF-Sn O_2-Co_3O_4碳纤维有希望成为一种性能优良的锂电池负极新材料。

关键词：气纺丝锂离子电池负极材料纳米线氧化物复合碳纤维电化学性能

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气纺丝法制备纳米纤维工艺研究及其应用

气纺丝法制备纳米纤维工艺研究及其应用

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作者：杜玮电子科技大学

学位级别：硕士

现在商业化锂离子电池的负极材料一般使用石墨,可石墨的理论比容量仅仅只有372mAh/g,已经越来越无法满足人们对其高能量密度的使用需求。因此,提高锂离子电池的负极材料的循环性能和放电比容量已发展成为研究的热点。过渡金属氧化物价... 详细信息

现在商业化锂离子电池的负极材料一般使用石墨,可石墨的理论比容量仅仅只有372mAh/g,已经越来越无法满足人们对其高能量密度的使用需求。因此,提高锂离子电池的负极材料的循环性能和放电比容量已发展成为研究的热点。过渡金属氧化物价格低廉,而且其理论比容量大约为碳材料的三倍,但是其在充放电的过程中易发生体积膨胀,导致电池循环性能变差。目前,针对这方面问题的主要解决手段包括纳米化和复合结构。材料的纳米化可以缩短锂离子的传输距离,材料的复合可以缓冲充放电过程中体积形变对电极结构的破坏。本论文通过采用气纺丝工艺技术使材料纳米纤维化以及复合纳米碳纤维的方式来提高SnO、CoO的电化学性能。本论文的具体研究内容如下:(1)采用气纺丝技术制备SnO和CoO纳米纤维,对材料进行SEM表征,探索各工艺参数对纤维直径分布的影响,并测试其作为锂离子电池负极材料的电化学性能。实验表明,当流速和粘结剂浓度增加时,气纺丝纳米纤维的直径增大;当施加气压的强度增大时,气纺丝纳米纤维的直径减小;接收距离的变化,对气纺丝纳米纤维直径大小的影响不明显。气纺SnO和CoO纳米纤维负极电池在电流密度为0.5C时,其首次放电比容量分别为1011mAh/g和1120mAh/g,皆高于其理论放电比容量。(2)采用气纺丝技术制备掺氟二氧化锡(FTO)纳米线纤维,同时将气纺CoO纳米纤维浸泡于未加粘结剂的FTO前驱纺丝液制备复合CoO-FTO纳米纤维,并测试其作为锂电负极材料的电化学性能。实验表明,与单一的CoO和FTO纳米线相比,复合CoO-FTO纳米纤维作为负极材料组装的锂电池展现出更高的锂离子存储容量,更优异的循环性能和倍率性能,其首次放电容量达1321mAh/g,在电流密度为0.5C时,其容量在经过50圈循环后仍然有400mAh/g,远高于单纯的FTO纳米线电极(78mAh/g)。(3)采用气纺丝、预氧化和碳化等工艺,制备出三种氧化物复合纳米碳纤维,并考察其作为锂电负极材料的电化学性能。结果表明,CF-SnO-CoO碳纤维作为负极主材组装的电池具有最佳的充放电性能,首次放电容量高达1490mAh/g,50次循环之后放电容量仍维持在599mAh/g左右。

关键词：气纺丝 SnO2 Co3O4 锂离子电池负极材料

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共价有机框架复合材料的制备及其水处理性能研究

共价有机框架复合材料的制备及其水处理性能研究

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作者：张治东兰州大学

学位级别：硕士

随着工业化进程的快速发展和人口数量的不断增长,水资源污染和短缺的问题日益凸显。自然水体中有机污染物和重金属污染已经严重危害到生态环境安全和生命健康。因此,开发设计高效的水处理新材料,具有重要意义。共价有机框架（covalent o... 详细信息

随着工业化进程的快速发展和人口数量的不断增长,水资源污染和短缺的问题日益凸显。自然水体中有机污染物和重金属污染已经严重危害到生态环境安全和生命健康。因此,开发设计高效的水处理新材料,具有重要意义。共价有机框架（covalent organic framework,COF）是一种新型的多孔材料,具有规则的孔道、可设计的孔结构以及高比表面积,在水处理领域中极具应用潜力。基于以上问题,本文进行了以下两个方面的研究:（1）以天然木材为载体,将其氧化改性之后在其表面原位生长COF,制备Tp Pa-wood复合材料,基于Tp Pa COF层的尺寸筛分效应和静电相互作用,同过滤可以实现对水中有机污染物的高效去除。木材的微观孔道结构,和材料Tp Pa-wood复合材料良好的亲水性能,实现快速水传输。实验数据表明,Tp Pa-wood能够对包括染料分子和药物分子在内的有机污染物都实现高效去除,其中对于阳离子染料亚甲基蓝,在最佳过滤条件下可以达到98.9%的去除效率。材料在较宽的水流流速(60-900 L·m·h)、p H（3-11）和温度条件下都能保持高效去除,经过48小时的长期使用和六次循环再生后,去除性能也没有出现明显下降。（2）以聚丙烯腈为前驱体,通过气纺丝技术,制备PAN纳米纤维。采用溶剂热,在PAN纳米纤维表面原位生长COF-SH制备PAN/COF-SH。该材料具有超轻和多孔的特点。基于COF-SH上巯基对重金属离子的配位作用,可以实现对水中重金属离子的高效去除。实验结果表明,PAN/COF-SH复合材料对Hg的吸附过程符合准二阶动力学模型和Langmuir等温线模型,即以单层吸附为主的化学吸附,对Hg能够达到195.2 mg/g的吸附容量。在酸性和碱性条件下,吸附性能会受到质子化作用和竞争络合的影响而下降。当温度升高时,材料对Hg的吸附量随之增加。在六次循环再生之后,材料的吸附和解吸性能仍旧保持良好。

关键词：共价有机框架有机污染物重金属离子木材气纺丝

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