有序介孔材料的合成及其在鋰離子電池上的應用.pdf

1、自上世紀90年代由美國Mobil公司首先報道了M41S系列有序介孔材料以來，具有特殊新型納米結構的有序介孔材料迅速成為材料與化學學科的研究熱點。經過二十多年的研究，介孔材料的合成與應用研究范圍也在不斷的擴大，從原來的催化、吸附分離等傳統(tǒng)領域拓展到生物、光電、傳感器和鋰離子電池等高新技術領域，使人們對介孔材料有了進一步的認識。本文就是在這種背景下，對介孔材料的部分合成方法及應用進行了探索和研究。
　　第一章中我們對介孔材料領域的研究

2、背景進行了初步介紹，首先著重介紹了有序介孔材料的合成，包括有序介孔金屬氧化物的合成、納米限域空間內雙金屬氧化物的合成和介孔碳的大規(guī)模合成。其次介紹了納米多孔材料在鋰離子電池電極材料開發(fā)上的應用。并在此基礎上，我們提出了本論文的選題。
　　第二章中我們詳細介紹了如何以硝酸鈷作為金屬前驅物，介孔二氧化硅KIT-6作為硬模板，在惰性氣氛，無需任何還原劑條件下，用納米澆鑄方法直接合成有序CoO介孔材料。得到的產物擁有高度有序的介觀結構和晶

3、態(tài)骨架。這種方法的最主要的優(yōu)點就是不需要添加任何還原劑，與之前的合成法相比，在管式爐里一次煅燒完成，簡單易操作。
　　第三章中我們通過探究了納米限域空間內金屬硝酸鹽的分解規(guī)律及雙金屬氧化物的合成規(guī)律。研究了多種雙金屬硝酸鹽前驅物分解過程中形成復合雙金屬化合物與分相的單金屬化合物混合物的規(guī)律，并探究了其背后機理。
　　第四章中我們利用嵌段共聚物為軟模板劑，酚醛樹脂為碳源，開發(fā)了一種可以較大規(guī)模合成有序介孔碳的新方法，目前已經可

4、以實現公斤級生產。該材料的孔徑、比表面及孔容等指標數值與實驗室小規(guī)模制備的材料相似。由于工藝流程簡單，操作容易，具有大規(guī)模工業(yè)合成的前景。同時發(fā)現具有大孔容和高比表面積的材料主要取決于顆粒尺寸的控制。所得材料因具有可控的粒徑，較大的堆積密度，在分離、吸附、儲氫、催化、超級電容器和鋰離子電池等領域有較大的應用前景。
　　第五章中我們開發(fā)出一種更為簡潔，安全和低成本合成介孔鍺/碳納米復合材料的新方法。以有序介孔碳材料為基底，以TEOG