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《齐鲁工业大学》 2019年
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一维青铜矿TiO_2基纳米复合材料的制备及性能研究

王卫华  
【摘要】:能源危机与环境污染问题持续影响人类的生存环境,其中主要解决方法之一就是以锂离子电池为代表的金属离子电池作为新型能源储存设备。其中锂离子电池在便携式电子器件、能源储存电站等方面已经得到了广泛的应用;钠离子电池与锂离子电池相比则具有更低的成本优势有望成为下一代能源储存的革命性材料。但是锂离子电池与钠离子电池仍然面临着电极材料能量密度较低的缺点,在动力电池领域也仍然存在“里程焦虑”(range anxiety)的问题,因此如何提高电池电极材料的能量密度成为大家关注的热点。二氧化钛具有成本低、来源广、化学稳定性好等优势,在电化学过程中随着金属离子脱嵌而产生的体积变化小,有利于提升电化学稳定性。一维结构的二氧化钛纳米带与块体材料相比通常具有更大的质量比表面积,这不仅有利于改善电极材料与电解液的接触情况,降低接触电阻,而且还能增加电极材料单位表面积的电流密度,提高电池整体的充放电性能,青铜矿二氧化钛与其他晶型的二氧化钛相比具有更高的理论容量,因此成为研究的热点,但是青铜矿二氧化钛的容量仍不能满足人们的需求,因此寻求合适的高比容量电极材料与二氧化钛复合成为解决能量密度问题的焦点。在本研究中,在制备青铜矿二氧化钛的基础上,引入FeOOH纳米片构建FeOOH@TiO_2复合材料,并系统研究二氧化钛与FeOOH@TiO_2复合材料的电化学性能。本研究的主要内容和结论如下:(1)通过改变制备条件,探索制备青铜矿二氧化钛纳米带的最佳方案,发现在碱浓度为10 mol L~(-1)以及热处理温度为400℃时得到的青铜矿二氧化钛纳米带形貌结构最好。并通过恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗等测试方法系统研究青铜矿TiO_2的电化学性能。(2)改变制备条件实现FeOOH纳米片与TiO_2纳米带的复合,从而制备出具有一维-二维复合结构的材料,并系统的研究了复合材料的电化学性能,发现通过引入FeOOH能够有效实现二者的协同作用,提高了材料的电化学性能。(3)在制备FeOOH@TiO_2复合材料的基础上,针对复合材料进行光催化性能表征,结果表明制备的FeOOH@TiO_2复合材料具有较好的光催化性能,这拓展了复合材料的应用范围。
【学位授予单位】:齐鲁工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TB33;TM912

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【参考文献】
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【共引文献】
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1 王卫华;一维青铜矿TiO_2基纳米复合材料的制备及性能研究[D];齐鲁工业大学;2019年
【二级参考文献】
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