炭及氧化物空心球材料的RF模板法制備及其結構與性能.pdf

1、本文以間苯二酚(R)-甲醛(F)為炭前驅體及模板，采用反相懸浮法和水熱法制備了炭空心微球，氧化物空心微球，及氧化物/炭復合微球。進一步利用RF凝膠特性，結合模板技術制備了 Sn-In2O3/炭(ITO/C)一維復合納米材料，驗證了以 RF為前驅體制備空心微納米材料的結構可控性。采用X-射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM、HRTEM)、傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)、氮氣吸附等分析手段，系統(tǒng)研究了材料微

2、觀組織結構，分析了結構形成機理。探索了RF炭微球及ZnO/C復合微球在鋰離子電池和超級電容器材料方面的應用，研究了 RF炭微球結構、形態(tài)對電性能的影響。討論了ITO/C一維復合納米材料在氣敏元件中的應用。
　　首次以 RF為炭前驅體，通過反相懸浮法，制備了形態(tài)可控的RF炭微球。實驗結果表明，RF前驅體溶液的初始 pH值、催化劑和表面活性劑類型是獲得 RF炭空心球結構，“碗狀”結構和膠囊等結構的重要反應參數(shù)。分析了不同形態(tài)的RF炭微

3、球的形成機制，研究了 RF炭微球的電學性能。電化學分析結果表明，以 Na2CO3為催化劑所制備的RF炭微球電極材料具有理想的電容行為，循環(huán)伏安性能穩(wěn)定、可逆，適用于大電流下充放電。以 K2CO3為催化劑制備的RF炭膠囊作為鋰離子電池陰極材料，充放電、循環(huán)特性測試結果表明，其初始放電電容量可達1059mAh/g，且電性能穩(wěn)定，循環(huán)效率可達99％，是理想的鋰離子電池陰極材料。
　　以表面功能化修飾的RF凝膠微球為模板，制備了結構完整、

4、粒徑分布均勻的氧化物空心微球。研究了不同表面修飾劑對 RF凝膠微球表面改性的作用機理，分析了 RF表面改性對氧化物空心微球結構的影響。通過炭化 Zn2+負載的RF凝膠微球，制備了ZnO/C復合微球。其穩(wěn)定的循環(huán)伏安特性和法拉第氧化-還原反應效應表明，ZnO/C復合微球可作為理想的超級電容器材料。
　　首次將 ITO溶液和RF溶液組成復合前驅體，并結合多孔氧化鋁(AAO)模板技術，制備了 ITO/C一維復合納米材料。討論了 ITO/

5、RF復合前驅體中ITO濃度對ITO/C一維復合納米結構的影響。結果表明，通過ITO與RF前驅體溶液的同步溶膠-凝膠化過程，有效地將 ITO納米顆粒復合到 RF凝膠網(wǎng)絡中形成一維納米復合材料。氣敏性測試表明，所制備的ITO/C一維復合納米材料具有較高氫氣靈敏度和較短的響應時間，可作為氫氣氣敏材料。
　　以葡萄糖溶液為前驅體,利用水熱法制備了結構完整、粒徑分布均勻的炭微球。通過加入不同添加劑可對炭微球結構進行有效控制。以所制備的炭微球