新型LiMPO4(M=Fe,Mn)和SnO2納米材料的合成與性能研究.pdf

1、納米材料是具有多種優(yōu)異性能的特殊材料,在醫(yī)藥和生物工程、工業(yè)催化、新能源材料、國防科技等方面具有廣闊的應用前景。本論文主要根據(jù)作者的實驗結(jié)果和結(jié)合國內(nèi)外的有關研究工作,對納米功能材料在鋰離子電池正極材料和半導體光催化劑等方面的應用進行初步的討論,并對納米功能材料的未來發(fā)展方向進行了展望。主要圍繞以下兩個方面展開:(一)新能源材料—鋰離子電池的正極材料LiFePO4,通過改變反應條件對LiFePO4納米材料的尺寸和形貌進行調(diào)控,從而提高電

2、化學性能。(二)綠色技術—半導體光催化劑SnO2,通過調(diào)節(jié)前驅(qū)體溶液的酸堿度,可以控制產(chǎn)物形貌。本論文研究工作主要分為以下四章:
　　第一章,我們綜述了國內(nèi)外關于功能納米材料的研究進展。詳細介紹了鋰離子電池的工作原理及提高電極材料性能的各種有效途徑;簡單總結(jié)了綠色光催化技術的作用機理和半導體光催化劑的研究現(xiàn)狀。
　　第二章,采用新穎的超臨界甲醇法一步合成了紡錘狀的LiFePO4/C納米復合材料。運用XRD、TEM、HRTEM

3、、XPS、TG等手段對材料進行了表征。其中,顆粒的尺寸、形貌和電化學性能隨著前驅(qū)體鋰源的濃度和碳含量的變化而變化。初步探討了紡錘狀LiFePO4/C復合材料形貌的演變過程。葡萄糖不僅能促進生成純相LiFePO4,而且以無定形碳層的形式覆蓋在LiFePO4的表面。同時,電極材料顯示了良好的電化學性能,電流密度為0.2C,電壓2.0-4.5V時,首次放電容量達到135mAh·g-1。
　　第三章,采用新穎的水-油-水三相水熱法成功合成

4、了SnO2納米晶體,運用XRD、TEM、HRTEM和DRS等手段系統(tǒng)表征了合成顆粒。結(jié)果表明:通過調(diào)節(jié)NaCl濃度可有效控制SnO2納米顆粒的尺寸,在NaCl濃度為1.13mol/L時SnO2納米顆粒的晶粒尺寸約6nm。其他合成條件不變,調(diào)節(jié)前驅(qū)體溶液的酸堿度,可以控制產(chǎn)物形貌。當溶液為堿性時,我們得到了SnO2納米棒。SnO2納米晶體的形成過程在本章做了簡要的討論。將合成材料與合成條件中控制因素相聯(lián)系,優(yōu)化合成路徑,得到了理想的光催化