有序介孔材料的合成及其在鋰離子電池上的應(yīng)用.pdf

1、自上世紀(jì)90年代由美國(guó)Mobil公司首先報(bào)道了M41S系列有序介孔材料以來，具有特殊新型納米結(jié)構(gòu)的有序介孔材料迅速成為材料與化學(xué)學(xué)科的研究熱點(diǎn)。經(jīng)過二十多年的研究，介孔材料的合成與應(yīng)用研究范圍也在不斷的擴(kuò)大，從原來的催化、吸附分離等傳統(tǒng)領(lǐng)域拓展到生物、光電、傳感器和鋰離子電池等高新技術(shù)領(lǐng)域，使人們對(duì)介孔材料有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。本文就是在這種背景下，對(duì)介孔材料的部分合成方法及應(yīng)用進(jìn)行了探索和研究。
　　第一章中我們對(duì)介孔材料領(lǐng)域的研究

2、背景進(jìn)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(nèi)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(yīng)用。并在此基礎(chǔ)上，我們提出了本論文的選題。
　　第二章中我們?cè)敿?xì)介紹了如何以硝酸鈷作為金屬前驅(qū)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(chǎn)物擁有高度有序的介觀結(jié)構(gòu)和晶

3、態(tài)骨架。這種方法的最主要的優(yōu)點(diǎn)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(jiǎn)單易操作。
　　第三章中我們通過探究了納米限域空間內(nèi)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(qū)物分解過程中形成復(fù)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(jī)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(jīng)可

4、以實(shí)現(xiàn)公斤級(jí)生產(chǎn)。該材料的孔徑、比表面及孔容等指標(biāo)數(shù)值與實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模制備的材料相似。由于工藝流程簡(jiǎn)單，操作容易，具有大規(guī)模工業(yè)合成的前景。同時(shí)發(fā)現(xiàn)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(chǔ)氫、催化、超級(jí)電容器和鋰離子電池等領(lǐng)域有較大的應(yīng)用前景。
　　第五章中我們開發(fā)出一種更為簡(jiǎn)潔，安全和低成本合成介孔鍺/碳納米復(fù)合材料的新方法。以有序介孔碳材料為基底，以TEOG