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生物质模板合成CeO2多级结构及其气敏性能研究

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生物质模板合成CeO2多级结构及其气敏性能研究

作者：刘京硕黑龙江大学

学位级别：硕士

二氧化铈(CeO)是一种重要的稀土金属氧化物混合电子离子导体,具有高的氧储能力、良好的氧化还原性和化学稳定性,以及Ce和Ce价态间的转换引起的丰富氧空位缺陷等优点,使得纳米结构的CeO基传感器在许多有害易燃气体的检测方面表现出优异... 详细信息

二氧化铈(CeO)是一种重要的稀土金属氧化物混合电子离子导体,具有高的氧储能力、良好的氧化还原性和化学稳定性,以及Ce和Ce价态间的转换引起的丰富氧空位缺陷等优点,使得纳米结构的CeO基传感器在许多有害易燃气体的检测方面表现出优异的气敏性能。然而,对于有毒和高致癌的对二甲苯(p-xylene)的检测迄今仅见一例报道,且性能较差,严重限制了其实际应用。因此,本文以脱脂棉、梧桐树叶和玫瑰花瓣为生物质模板,通过简单的铈盐浸渍-空气煅烧法,分别制备出介孔CeO中空微管、纳米片及超薄纳米片,利用TG、XRD、SEM、TEM、BET等手段对材料的显微结构和组成进行了详细表征和分析,探讨了烧结温度对介孔材料的显微结构和气敏性能的影响,并结合GC-MS、XPS、EPR等表征技术深入分析了传感器对p-xylene气体的敏感机理。结果表明,上述三种CeO多级结构材料均实现了对痕量p-xylene气体的快速、高灵敏检测,特别是两个介孔纳米片状结构的CeO材料显示出了优异的选择性和较高的气敏响应(16.5和22.1),其中,以玫瑰花瓣为模板制备的介孔CeO超薄纳米片对p-xylene气体的检测限(10 ppb)是迄今报道的纯相金属氧化物传感器中最低的。因此,该介孔CeO超薄纳米片可作为实际检测ppb级p-xylene气体的候选敏感材料,并且本论文采用的简单生物质模板法也为今后合成其他多级结构气敏材料提供新的思路。

关键词： CeO2 生物质模板多级结构 p-xylene气体气敏性能

生物质模板改性钙基吸收剂颗粒循环脱碳性能研究

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生物质模板改性钙基吸收剂颗粒循环脱碳性能研究

作者：梁成南京师范大学

学位级别：硕士

基于钙循环CO2捕集系统的实际需要,采用挤压-滚圆法制备了用于捕集工业尾气中的CO2的生物质模板改性钙基吸收剂颗粒。主要研究了四种草本生物质(稻草、稻壳、麦秸杆、玉米杆)、不同掺杂比例(2、5、10和20 wt.%)以及20 wt.%微晶纤维素添... 详细信息

基于钙循环CO2捕集系统的实际需要,采用挤压-滚圆法制备了用于捕集工业尾气中的CO2的生物质模板改性钙基吸收剂颗粒。主要研究了四种草本生物质(稻草、稻壳、麦秸杆、玉米杆)、不同掺杂比例(2、5、10和20 wt.%)以及20 wt.%微晶纤维素添加、煅烧条件(850℃,100vol.%N2和900℃ 40vol.%CO2)以及不同预煅烧处理工况(N2热解、空气煅烧和煤粉燃烧)下的改性钙基吸收剂颗粒循环脱碳性能。850℃,100 vol.%N2锻烧条件下,发现稻草、稻壳、麦秸杆和玉米杆对钙基吸收剂颗粒的改性效果体现在改善其抵抗循环CO2吸收性能衰减的能力方面。其中,CH-MJ10(10 wt.%麦秸杆掺杂,下同)的吸收剂颗粒改性效果最佳,其CO2吸收量衰减率为12.35%,仅为纯氢氧化钙的衰减率的26.10%。而900℃,40vol.%CO2锻烧条件下,生物质模板改性的吸收剂颗粒的循环脱碳性能不仅没有得到有效地改善,反而随着添加比例的增加,循环脱碳性能表现出逐渐恶化的趋势。尤其是CH-YMG10、CH-DC10、CH-DC20三种颗粒,20次循环单位质量吸收剂颗粒的单位CO2吸收量衰减率依次为79.27%,78.86%、78.69%。造成这些改性吸收剂颗粒脱碳效果较差的原因是生物质中木质素会明显地削弱纤维素和半纤维素对钙基吸收剂颗粒CO2吸收性能的改善效果。此外,生物质模板能够显著改善改性吸收剂颗粒的抗磨损性能。经过6000r磨损测试后,CH-MJ5的磨损率最低,仅为0.73%;CH-DC10次之,为2.12%(而未掺杂的颗粒经过6000 r之后磨损率达到了 6.32%)。进一步选取改性效果良好的纤维素作为造孔模板,测试改性钙基吸收剂颗粒的循环脱碳性能,其中纤维素的添加比例为20 wt.%。发现纤维素模板改性的钙基吸收剂颗粒的尺寸对其循环CO2吸收性能的影响极其微弱,但是尺寸较小的颗粒相较于大颗粒可以较快地达到其最大CO2吸收容量。由于不同粒径的纤维素模板(300 μm)具有相似的失重特性,其对钙基吸收剂颗粒孔隙结构的改善作用差异不大,造成纤维素模板粒径对钙基吸收剂颗粒的循环CO2吸收能力和吸收速率的影响微弱。相较于N2热解预锻烧处理,空气煅烧和掺混煤粉燃烧易造成钙基吸收剂颗粒烧结的恶化,导致其循环CO2吸收能力的下降。同时,N2热解能够在吸收剂颗粒内部形成稳定的硬质骨架结构,维持吸收剂颗粒在循环脱碳过程中孔隙结构的稳定,增强吸收剂颗粒循环吸收CO2的稳定性。此外,掺杂>300 μm的纤维素在获得较为良好的脱碳性能之外,还具有良好的机械性能。

关键词：挤压-滚圆法生物质模板钙基吸收剂颗粒煅烧工况预处理条件

基于生物质衍生α-Fe_(2)O_(3)的丙酮气体传感器实验研究

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传感器与微系统 2024年第1期43卷 29-32页

作者：郭路路赵姝姝杨桂茂徐军张旭光杨志民潍坊医学院附属医院检验科山东潍坊261031 潍坊医学院附属医院肿瘤科山东潍坊261031 潍坊医学院生命科学与技术学院山东潍坊261053

研制具有高灵敏度、低检测限的丙酮气体传感器对于工业生产安全和人体疾病诊断具有重要意义。本文以生物质脱脂棉为模板,采用金属盐溶液浸泡法和空气中煅烧处理相结合的策略制备了α-Fe_(2)O_(3)微米管,然后采用X射线衍射仪、热重分析... 详细信息

研制具有高灵敏度、低检测限的丙酮气体传感器对于工业生产安全和人体疾病诊断具有重要意义。本文以生物质脱脂棉为模板,采用金属盐溶液浸泡法和空气中煅烧处理相结合的策略制备了α-Fe_(2)O_(3)微米管,然后采用X射线衍射仪、热重分析仪、扫描电子显微镜(SEM)对α-Fe_(2)O_(3)的物相组成与表面形貌进行表征。所制备的α-Fe_(2)O_(3)传感器表现出优异的丙酮传感性能,包括高响应(192.51%@20×10^(-6)),低检测限(1×10^(-6)),优异的重复性和选择性,并分析传感器的敏感机制。该工作不仅为多孔金属氧化物材料的简便设计提供了方案,而且在构建用于高性能丙酮气体检测系统方面具有应用潜力。

关键词：丙酮气体传感器生物质模板多孔材料 α-Fe_(2)O_(3)

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Na3VO4负极材料合成及电化学性能研究

Na3VO4负极材料合成及电化学性能研究

作者：陆俊霖三峡大学

学位级别：硕士

钒酸锂(LiVO)作为一种高容量、安全性好的嵌入/脱嵌型负极材料,在锂离子电池中具有潜在应用价值。然而,有限的锂资源限制了其实际应用。钠具有与锂相似的物理化学性质,且钠在自然界中储量丰富、分布广泛。受LiVO负极材料启发,论文合成... 详细信息

钒酸锂(LiVO)作为一种高容量、安全性好的嵌入/脱嵌型负极材料,在锂离子电池中具有潜在应用价值。然而,有限的锂资源限制了其实际应用。钠具有与锂相似的物理化学性质,且钠在自然界中储量丰富、分布广泛。受LiVO负极材料启发,论文合成了钒酸钠(NaVO)新型负极材料,并首次对其电化学性能进行了系统研究和优化。主要工作包括:通过简单水热结合烧结处理,成功合成了NaVO纳米颗粒并首次将其作为锂离子电池负极材料。NaVO纳米颗粒负极在测试中具有较高的容量、较长的循环寿命和优良的倍率性能:在0.1 A g的电流密度下循环610次后,NaVO纳米颗粒负极的容量逐渐增加至535.2 m Ah g,这可能源自于电极材料在循环中的电化学活化和电化学重构。NaVO纳米颗粒负极在1.0 A g的电流密度下循环2000次后,仍可以维持208 m Ah g的放电容量。在进行倍率测试时,当电流密度经过4个周期的变化最终恢复到0.1 A g时,NaVO纳米颗粒负极保持了约为350 m Ah g的放电容量。采用静电纺丝结合烧结处理,制备了NaVO/C纳米纤维复合材料。NaVO/C纳米纤维在测试中表现出了优异的电化学性能:在0.1 A g的电流密度下循环200次以后电极仍能维持539.6 m Ah g的放电容量。在进行倍率测试时,经过6个周期的倍率测试后电极的容量可以完全恢复至初始状态。NaVO/C纳米纤维负极拥有如此优异的电化学性能与其纤维网络状结构密切相关,以碳为基底的纤维结构可以提升复合材料的导电性、增强结构的稳定性以及抑制NaVO纳米颗粒的团聚。以廉价、绿色的生物质材料(椿树果果实)作为模板,通过简单水热结合烧结处理制备了NaVO/C纳米片复合材料,所制备的NaVO/C纳米片具有独特的蜂窝状结构。与NaVO负极相比,NaVO/C纳米片有着更加优越的综合电化学性能。这归因于相互连接的蜂窝状碳网提高了NaVO纳米颗粒的电导率并且抑制了NaVO纳米颗粒的生长,更小的颗粒尺寸缩短了Li的传输距离从而实现了快速的反应动力学。借鉴NaVO/C纳米片的合成方法,改良合成了LiV(PO)/C纳米片正极材料并将两种电极材料组装为全电池。所组装的NaVO/C//LiV(PO)/C全电池同样表现出优异的电化学性能。

关键词：锂离子电池新型负极材料钒酸钠静电纺丝生物质模板

生物质表面超声-脉冲电沉积Ni-Fe-RE合金的工艺及性能研究

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生物质表面超声-脉冲电沉积Ni-Fe-RE合金的工艺及性能研究

作者：刘峥河南农业大学

学位级别：硕士

自然界的生物质资源种类繁多、结构丰富多样,包括微生物类(如硅藻、细菌等)、动物类(表皮、粪便等)、植物类(秸秆、花粉等),目前常用于材料化、能源化、肥料化、饲料化等。当今电磁波辐射无处不在,已对人类健康造成重要威胁。应用电磁... 详细信息

自然界的生物质资源种类繁多、结构丰富多样,包括微生物类(如硅藻、细菌等)、动物类(表皮、粪便等)、植物类(秸秆、花粉等),目前常用于材料化、能源化、肥料化、饲料化等。当今电磁波辐射无处不在,已对人类健康造成重要威胁。应用电磁防护功能复合材料是降低或消除电磁波危害的最常用、最有效的方法之一,而综合性能优异的电磁防护微粒制造是关键。本文进一步拓宽生物质的应用范畴,将生物质的特殊结构和先进的颗粒包覆技术相结合,开辟一条电磁防护微粒制造的新途径,具有深远的理论意义和巨大的应用潜力。本文基于生物质模板(圆筛藻),选取四种典型稀土纳米颗粒(LaO、CeO、NdO、SmO),采用超声-脉冲电沉积方法制备了生物质基Ni-Fe-RE合金微粒,研究了稀土类型、脉冲电流及超声波对合金镀层中稀土含量、表面形貌、微观结构、静磁特性、电磁性能和力学性能的影响。本文完成的主要研究内容如下:第一,研究了脉冲电沉积Ni-Fe-RE合金工艺,实现了稀土纳米颗粒共沉积,获得了脉冲电沉积Ni-Fe-RE合金工艺的影响规律:脉冲平均电流密度为4-6A/dm、脉冲占空比为0.2、脉冲频率为700-1000Hz时,合金层中稀土含量达到峰值;在添加稀土LaO纳米颗粒时,合金层中镍铁含量和稀土含量均为最高。对比研究了四种脉冲电沉积Ni-Fe-RE合金层的微观结构,均呈现出3个衍射面,即(111)、(200)和(220)晶面,其中(111)为择优取向晶面,晶态为面心立方晶格(fcc)。第二,研究了超声-脉冲电沉积Ni-Fe-RE合金工艺,在电沉积过程施加超声波后,合金层中镍铁含量有所降低,超声波功率、超声波频率与合金层中稀土含量基本呈线性关系;超声波有利于改善圆筛藻表面的镍铁合金镀层质量,且其表面的微小碎粒显著减少;超声波有利于增强(200)和(220)晶面的衍射峰强度,但并未改变择优取向面及晶相结构。第三,研究了稀土纳米颗粒和超声波对生物质基磁性功能微粒性能的影响,四种生物质基稀土磁性功能微粒均属于软磁性材料,其中稀土LaO对样品软磁特性的影响最大,其次是CeO和NdO,影响最小的是SmO;稀土纳米颗粒和超声波均有利于电磁性能增强,在镍铁含量相差不多的情况下,镍铁合金镀层质量对电磁性能影响较为显著;生物质基磁性功能微粒的体积添加量越高,其材料的力学性能越差,超声波能够显著改善材料的力学性能,而稀土纳米颗粒的添加基本不影响其材料的力学性能。

关键词：生物质模板超声波-脉冲电沉积镍铁合金稀土电磁性能

生物模板改性钙基CO2吸附剂合成及其蒸汽水合活化再生实验研究

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生物模板改性钙基CO2吸附剂合成及其蒸汽水合活化再生实验研究

作者：吴岩安徽建筑大学

学位级别：硕士

为了避免全球气候进一步暖化,碳减排目前已成为国际共识。燃前碳捕集、燃后碳捕集和富氧燃烧成为化石能源利用碳减排的主要技术手段。燃后碳捕集相对而言更易于部署在新建和既有电站或者其他工业碳排放源。钙循环由于其低成本、原料易... 详细信息

为了避免全球气候进一步暖化,碳减排目前已成为国际共识。燃前碳捕集、燃后碳捕集和富氧燃烧成为化石能源利用碳减排的主要技术手段。燃后碳捕集相对而言更易于部署在新建和既有电站或者其他工业碳排放源。钙循环由于其低成本、原料易获得、高CO捕获特性而成为最有前景的燃后碳捕集技术之一。诸多研究机构建立试验装置开展钙循环碳捕集研究,且证明了钙循环碳捕获技术路线的可行性,然而该技术仍然面临着固体钙基吸收剂活性衰退和颗粒磨损这两项挑战性问题。针对以上问题,本研究开展生物质模板改性水泥强化钙基吸附剂循环碳酸化-煅烧实验,以期同时提高合成吸附剂的CO吸附性能和机械性能。再对优选的改性吸附剂进行蒸汽活化,以期再生其CO吸附性能,并探究改性吸附剂在循环碳酸化-煅烧实验前后和蒸汽水合活化前后机械性能、微观形貌、孔隙分布的变化。具体实验过程和结果如下:采用水泥作为惰性骨架材料,同时添加生物质模板作为成孔材料,利用挤压-滚圆法制备钙基吸附剂颗粒,探究生物质模板类型和添加量、水泥添加量等对改性吸附剂CO吸附性能的影响。结果表明,淀粉和纤维素模板改性后的钙基吸附剂CO吸附性能均高于原始吸附剂,吸附剂C20S10和C5M10在循环煅烧-碳酸化实验中表现出优良的CO吸附性能和抗烧结性能,20次循环后C分别为0.14g/g和0.19g/g。增加水泥添加量,可以提高吸附剂的机械性能和碳酸化转化率。氮吸附测试结果显示,改性吸附剂的大孔孔容显著高于原始吸附剂,其原因可能是生物模板颗粒在制备吸附剂时被烧蚀,从而在吸附剂中形成了大量空穴结构,增加了颗粒内部的孔隙分布。XRD分析结果显示,循环实验后C20和C20S10吸附剂中出现了钙铝石(CaAlO),推测为高铝水泥中的铝酸盐组分与吸附剂中的Ca O组分反应生成,从而提升了吸附剂抗烧结性能。考察了生物质改性吸附剂在循环碳酸化-煅烧过程中的第1/10/20次碳酸化反应速率,结果显示,生物质模板延长了吸附剂碳酸化过程中化学反应控制阶段时间,从而提高了吸附剂的CO捕集性能。此外,对比了新制生物质改性吸附剂和20次循环实验后改性吸附剂的机械性能,随循环次数增加,吸附剂产生周期性膨胀-收缩,进而导致吸附剂强度下降。对优选的淀粉模板吸附剂C20S10和纤维素模板吸附剂C5M10进行蒸汽水合活化研究。300℃,30vol%蒸汽为最佳水合工况,当水合活化温度过高或过低时,吸附剂的CO捕集量均弱于300℃活化。蒸汽水合活化有效延缓了改性吸附剂性能衰退,机理为水合-失水反应的周期性膨胀-收缩过程重构吸附剂孔隙结构,从而获得了更佳的CO捕获性能。吸附剂每次循环活化1次获得了最优活化效果,吸附剂C20S10和C5M10第20次循环碳捕获量分别为0.40g/g和0.57g/g,相较于无活化吸附剂分别提升2.7倍和3倍,且高频蒸汽水合的维持效果优于低频活化。然而水合活化对吸附剂机械性能产生了负面影响,经历每1/3/5个循环蒸汽水合的吸附剂的平均破碎力均降至低于1N,每10循环水合活化一次吸附剂的破碎力为3.15N。碳酸化和煅烧时通入蒸汽也可延缓吸附剂性能衰退,前者效果略优。煅烧时通入蒸汽活化则大幅提升了吸附剂的力学性能,主要是由于蒸汽的存在促进了吸附剂烧结进而提升颗粒强度。碳酸化反应动力学实验结果显示,现蒸汽水合活化可提升吸附剂碳酸化过程产物扩散控制阶段的碳酸化速率,提高其最终CO吸附量。图[39]表[3]参[100]

关键词：钙基吸附剂 CO2捕集生物质模板蒸汽水合活化机械性能

煅烧气氛中水蒸气对改性钙基吸附剂循环CO2捕集性能影响研究

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煅烧气氛中水蒸气对改性钙基吸附剂循环CO2捕集性能影响研究

作者：王久衡安徽建筑大学

学位级别：硕士

钙循环捕集CO技术因其成本低和适用性广,成为最具前景的CO捕集技术之一,钙基吸附剂在循环捕获CO过程中存在反应性衰退和力学强度降低两大难点。针对以上问题,本文采用挤出-滚圆法制备了生物质模板水泥支撑的钙基吸附剂颗粒,开展了煅烧... 详细信息

钙循环捕集CO技术因其成本低和适用性广,成为最具前景的CO捕集技术之一,钙基吸附剂在循环捕获CO过程中存在反应性衰退和力学强度降低两大难点。针对以上问题,本文采用挤出-滚圆法制备了生物质模板水泥支撑的钙基吸附剂颗粒,开展了煅烧时同步注入蒸汽活化提升吸附剂碳捕获性能和力学性能的实验研究。基于双固定床系统研究了生物质模板(淀粉、田菁胶、纤维素)及水泥含量对钙基吸附剂CO捕集能力的影响。发现纤维素和淀粉作为造孔剂能使吸附剂获得较好的改性效果;当水泥掺杂量为5wt%时,改性吸附剂获得最高的CO捕获量,但力学性能相对降低,而且多次循环后改性吸附剂的CO捕集能力仍然快速下降。为进一步提升吸附剂活性和强度,开展了煅烧时注入蒸汽对淀粉模板改性钙基吸附剂固碳性能和破碎强度研究。30vol%蒸汽活化时,吸附剂第20次循环固碳量为0.31g/g,相比无活化工况的0.14g/g提升约2.2倍;100次长循环累计固碳量相比无活化长循环提升173%。煅烧气氛中存在的蒸汽使得吸附剂孔隙结构向大孔迁移,提升蒸汽体积分数则会进一步增加吸附剂颗粒中大孔的份额。在热致烧结和气氛诱导烧结共同作用下,吸附剂破碎强度随循环次数逐渐提升,100次循环后颗粒的平均破碎强度相比无活化吸附剂提升6倍。优选常规循环中改性效果最好的纤维素模板钙基吸附剂(C5M10),探究了煅烧时蒸汽活化对其CO捕集能力、微观结构、力学强度和抗磨性的影响,并考察严苛煅烧工况(950℃)和不同活化策略下注入蒸汽对吸附剂综合性能影响。结果表明:10vol%蒸汽相比较高体积分数,吸附剂在快速反应阶段和反应扩散阶段均表现出最高的反应速率,20次循环后获得0.32g/g的CO捕集能力,相比原始吸附剂(0.14g/g)和未活化的C5M10(0.20g/g)分别提升了132%和60%。蒸汽活化后的颗粒其平均破碎强度为14.7N,相比无蒸汽活化所得吸附剂提高了约3倍;50次循环后,其强度进一步提升至20.5N。在严苛煅烧气氛下(950℃)注入蒸汽会加剧吸附剂颗粒的烧结,使得CO吸收量急剧下降,但颗粒的破碎强度和抗磨性最高。碳酸化时注入10vol%蒸汽仅在前期循环过程中活化效果优于煅烧时活化,而在煅烧和碳酸化时均注入蒸汽对吸附剂反应活性和强度提升效果不理想。图[40]表[16]参[115]

关键词： CO2捕集钙基吸附剂生物质模板蒸汽活化力学强度

多孔二氧化硅微球对制革工业废水中蛋白质的吸附分离研究

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陕西科技大学学报 2022年第4期40卷 22-29页

作者：强涛涛朱润桐陕西科技大学轻工科学与工程学院轻化工程国家级实验教学示范中心陕西西安710021

由于制革工业废水中存在着大量的蛋白质,会造成水体富营养化.因此,亟需一种吸附剂用于吸附分离废水中的蛋白质,从而为蛋白质的回收再利用提供可能,实现废水污染物的高附加值利用.以生物质材料BA栲胶为模板,采用模板法合成多孔二氧化硅(S... 详细信息

由于制革工业废水中存在着大量的蛋白质,会造成水体富营养化.因此,亟需一种吸附剂用于吸附分离废水中的蛋白质,从而为蛋白质的回收再利用提供可能,实现废水污染物的高附加值利用.以生物质材料BA栲胶为模板,采用模板法合成多孔二氧化硅(SiO_(2))微球,并用于吸附溶菌酶(LZ).结果表明:在最佳条件下,多孔SiO_(2)微球对LZ的吸附容量达到46 mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型,且在经过6次循环后,吸附率仍达到80%以上.多孔SiO_(2)微球对实际制革工业废水中的蛋白质有一定的吸附分离效果.

关键词：多孔二氧化硅微球生物质模板蛋白质吸附制革工业废水处理

杨/柳枝条模板合成Fe2O3及其碳复合材料与储锂性能研究

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杨/柳枝条模板合成Fe2O3及其碳复合材料与储锂性能研究

作者：徐刚黑龙江大学

学位级别：硕士

由于资源丰富的α-FeO具有较高的理论容量(1007 m A h g),已被认为是可取代商业锂离子电池中的石墨负极的候选材料之一。然而,在充放电过程中,α-FeO材料具有较大的体积变化(196%),进而导致电池容量和循环稳定性的快速衰减。虽然近年来... 详细信息

由于资源丰富的α-FeO具有较高的理论容量(1007 m A h g),已被认为是可取代商业锂离子电池中的石墨负极的候选材料之一。然而,在充放电过程中,α-FeO材料具有较大的体积变化(196%),进而导致电池容量和循环稳定性的快速衰减。虽然近年来的研究结果表明介孔多级结构及其碳材料复合可以较好地解决上述问题,但多数材料的合成过程存在步骤繁琐、产出率低、重现性差等缺陷,甚至大量化学试剂的使用容易引起二次环境污染。因此,开展简单、成本低、绿色环保及大规模合成介孔α-FeO多级结构及其碳复合的负极材料,仍然是一个值得深入研究的基础科研课题。本论文在经过大量文献调研基础上,选用杨树/柳树枝条作为生物质模板,通过简单的铁盐浸泡和煅烧,成功制备出介孔α-FeO多级管及α-FeO/C复合材料,并利用TG、XRD、SEM、TEM、BET、XPS等技术,对所制备的上述材料进行了详细的物相、组成、显微结构等表征,并探讨了烧结温度和碳含量对产物的微结构和锂电性能的影响。作为锂离子电池负极材料,以柳树、杨树枝条为模板合成的WB-Fe和PB-Fe多级结构在1 A g下循环800次后,其可逆容量可分别保持在925.9 m A h g和880.7 m A h g。特别是以杨树枝条为生物质模板合成的介孔α-FeO/C复合材料,在1 A g下经1400次长循环后仍具有较高的885.0 m A h g的比容量,甚至在3 A g的高电流密度下,仍能保持479.7 m A h g的可逆容量,具有作为锂离子电池负极材料的潜在能力。因此,上述研究成果为今后其他过渡金属氧化物及其碳掺杂的锂电负极材料的简单制备提供一个有益的借鉴。

关键词：生物质模板多级结构负极材料碳复合材料储锂性能