錳基氧化物納米結(jié)構(gòu)薄膜的制備及性能研究.pdf

1、錳基氧化物納米材料因其組成和性質(zhì)的多樣性，在能源領(lǐng)域和環(huán)保領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景。與納米粉體材料相比，基于導(dǎo)電基底的納米結(jié)構(gòu)薄膜材料具有更大的比表面積，更多的活性位點(diǎn)和更快的電荷運(yùn)輸能力，因而表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能。此外納米結(jié)構(gòu)薄膜材料作為電極材料時(shí)還可大大簡化電極制備過程;作為催化劑時(shí)，容易進(jìn)行分離回收重復(fù)使用，因而在實(shí)際應(yīng)用方面具有更大的優(yōu)勢(shì)。本文基于水解-刻蝕機(jī)制，通過合理的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，采用水熱法制備出了基于鎳基底的MnO納米片陣

2、列和基于銅基底的CuMnO2納米片陣列，并分別研究了它們?cè)阡囯x子電池和催化降解染料廢水中的應(yīng)用，主要研究內(nèi)容總結(jié)如下:
　　1、以金屬鎳為基底，以MnSO4作為錳源，通過水熱條件下錳離子的水解對(duì)金屬鎳基底的刻蝕和錳基化合物的沉淀，結(jié)合后期煅燒還原過程，制備出在鎳基底上生長的MnO納米片陣列結(jié)構(gòu)。通過改變合成反應(yīng)中使用的錳鹽，可以制備出不同形貌的錳前驅(qū)薄膜。將所得到的MnO納米片陣列結(jié)構(gòu)薄膜作為鋰離子電池負(fù)極材料，測(cè)試其電化學(xué)儲(chǔ)鋰性

3、能。結(jié)果表明:MnO納米片陣列薄膜具有很好的循環(huán)性能和倍率性能。在0.2 C和5C下其放電比容量分別為756和414 mAh g-1，且在0.2 C下經(jīng)過200次循環(huán)后放電比容量仍然有690 mAh g-1。以所制備的MnO納米片陣列結(jié)構(gòu)薄膜直接作為負(fù)極與三元正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2成功構(gòu)建負(fù)極受限的MnO/LNCMO鋰離子全電池，在0.2 C和10C倍率下放電比容量分別為560和180 mAh g-1，而且在0.

4、2 C下經(jīng)過50次循環(huán)后放電比容量仍保持在516 mAh g-1。
　　2、以生長在銅箔上的CuO納米片陣列為模板，MnCl2溶液為錳源，同樣基于水解-刻蝕機(jī)制，在水熱條件下制備得到CuMnO2納米片陣列，并將其作為催化劑催化H2O2氧化降解亞甲基藍(lán)(MB)溶液，研究MB溶液初始濃度、H2O2用量對(duì)催化性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)MB濃度為20 mg/L，H2O2用量為0.8mL時(shí)，CuMnO2催化劑的催化性能最佳，而且根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知

5、染料濃度在35 mg/L之內(nèi)時(shí)，該催化劑均能起到很好的降解效果（降解率大于90％），濃度高達(dá)50 mg/L時(shí)，仍能取得不錯(cuò)的催化降解作用（降解率為75.8％）;將自制的CuO納米片陣列和CuMnO2納米片陣列兩種催化劑用來催化H2O2氧化降解MB溶液，其降解率分別為:96.24％、30.88％。說明CuMnO2納米片陣列催化劑對(duì)催化H2O2氧化降解MB染料效果優(yōu)異。探究CuMnO2納米片陣列催化劑的穩(wěn)定性和循環(huán)使用性能，結(jié)果顯示同一片C