幾種無(wú)機(jī)納米材料的合成、表征及應(yīng)用.pdf

1、納米材料以其奇特理化性質(zhì)和在化學(xué)化工、環(huán)境、生物材料、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力,而成為了國(guó)際研究的前沿?zé)狳c(diǎn)領(lǐng)域。近些年來(lái),探索納米材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系、研究簡(jiǎn)單可行的納米材料的化學(xué)合成方法、開(kāi)發(fā)納米材料新的應(yīng)用等納米研究領(lǐng)域成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。在本論文中,綜合應(yīng)用模板法、溶劑熱法、水熱法等這些成熟方法的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了對(duì)幾種納米材料、形貌、尺寸及分布的良好控制,并且對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征與分析。我們還進(jìn)一步研究了所合成的不同結(jié)構(gòu)納米材料

2、的鋰離子電池性能、氣敏性能、電化學(xué)傳感性能,并且分析了納米材料結(jié)構(gòu)與其性能的關(guān)系。其主要內(nèi)容包括:
　　 在第二章中,我們采用共沉淀法將金屬錫離子沉積在棉花纖維模板上,再經(jīng)過(guò)高溫去模板成功制備了介孔SnO2纖維。將其應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極材料發(fā)現(xiàn)其具有高的可逆容量以及很好的循環(huán)性能。我們將這種電化學(xué)性能的提高歸因于其大面積的介孔網(wǎng)狀纖維結(jié)構(gòu)不僅能為導(dǎo)電離子的快速流動(dòng)提供通道,而且還可以緩沖電極材料在嵌鋰與脫鋰過(guò)程中所產(chǎn)生的體積膨脹

3、;氣敏測(cè)試表明介孔SnO2纖維同樣具有很優(yōu)異乙醇?xì)饷粜阅?具有響應(yīng)速度快及靈敏度高的特點(diǎn)。我們將這種氣敏性能的提高歸因于其介孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能有利于氣體在材料內(nèi)的擴(kuò)散與傳輸過(guò)程。
　　 在第三章中,我們通過(guò)簡(jiǎn)單的乙醇溶劑熱法制備出了形貌均一的花狀SnS2納米材料。我們還進(jìn)一步研究了反應(yīng)溫度、硫脲濃度、溶劑組成對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)形貌的影響。根據(jù)產(chǎn)物形貌隨反應(yīng)時(shí)間變化的過(guò)程,我們提出了一個(gè)成核、生長(zhǎng)、自組裝到再生長(zhǎng)的花狀SnS2納米結(jié)構(gòu)的可能的形

4、成機(jī)制和過(guò)程。將花狀SnS2納米材料應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極材料,發(fā)觀其具有很優(yōu)異的儲(chǔ)鋰性能,在50個(gè)循環(huán)后其可逆容量能達(dá)到502 mAh g-1,而且循環(huán)性能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于所制備六邊形的SnS2納米塊。并且我們還初步分析了其性能提高的原因。這些結(jié)果表明所合成花狀SnS2納米材料是一種非常有應(yīng)用前景的鋰離子電池負(fù)極材料。我們通過(guò)簡(jiǎn)單的化學(xué)液相沉積法在銅箔上合成了SnS2納米墻陣列結(jié)構(gòu),將其作為鋰離子負(fù)極材料,其作為鋰離子電池負(fù)極材料性能優(yōu)異。在

5、0.3 C倍率下充放電,40個(gè)循環(huán)后其可逆容量可達(dá)700 mAh g-1,在高倍率1.2 C下充放電,其可逆容量也可達(dá)400 mAh g-1,我們把儲(chǔ)鋰性能提高歸因于原位生長(zhǎng)的高度有序的SnS2陣列結(jié)構(gòu)直接結(jié)合在銅箔集流體上有利于電極的電子轉(zhuǎn)移、鋰離子的遷移及緩沖體積膨脹。
　　 在第四章中,我們利用水熱法合成的高度均一的Mn-NTA納米線來(lái)構(gòu)建了一種奇妙的安培型非酶H2O2傳感器。循環(huán)伏安測(cè)試表明所制備的Mn-NTA納米線在磷