無機(jī)有機(jī)氰膠法制備碳基復(fù)合材料.pdf

1、氰膠(Cyanogels)是一種通過氰基橋聯(lián)金屬離子而形成的特殊凝膠，是一種三維雙金屬無機(jī)高分子聚合物。氰膠的制備可通過過渡金屬化合物溶液和過渡金屬氰化物溶液在一定條件下形成。與其他水凝膠最大的不同在于:氰膠中金屬物種集中在分子鏈的三維骨架上，而不是分散在溶液中。在無機(jī)氰膠制備過程中加入多羥基的殼聚糖(CS)或乙二胺四亞甲基膦酸(EDTMPA)，能夠制備得到無機(jī)有機(jī)復(fù)合氰膠。利用無機(jī)有機(jī)復(fù)合氰膠作為前驅(qū)體，可以進(jìn)一步制備得到碳基過渡金屬

2、復(fù)合材料。主要內(nèi)容如下:
　　1.以K2PdCl4-EDTMP-CS-K3Co(CN)6無機(jī)有機(jī)氰膠為前軀體，在惰性氣氛下高溫碳熱還原，且用高氯酸稀溶液除去材料中未合金化的Co，從而得到Pd-P@N-C納米片。由于該材料獨特的片狀多孔結(jié)構(gòu)以及納米粒子與碳載體之間的協(xié)同作用，將其應(yīng)用在對硝基苯酚的加氫反應(yīng)中，Pd-P@N-C納米片的催化速率常數(shù)k為0.344min-1，催化性能分別高出商業(yè)化Pd/C(0.192min-1)和Pd@N

3、-C納米片(0.089min-1)1.8倍和3.9倍。更重要的是，該方法為以后設(shè)計合成出多功能碳基材料提供了新的途徑和機(jī)會。
　　2.以CS-EDTMP/Sn-Ni復(fù)合氰膠為前驅(qū)體，在惰性氣氛下高溫?zé)徇€原制得內(nèi)嵌于N、P摻雜碳層的Sn-Ni-P三元合金納米材料（Sn-Ni-P@N/P-C）。通過TEM、SEM、XRD和EDS等分析手段來表征產(chǎn)物。制備得到的Sn-Ni-P@N/P-C復(fù)合材料表現(xiàn)出極好的循環(huán)穩(wěn)定性，在前100圈的充放

4、電過程中容量衰減很小。該材料在第100圈時放電比容量高達(dá)453.3mA h g-1，高于商業(yè)化石墨的理論容量(372mA h-1)。在第100圈時放電比容量高達(dá)453.3mA h g-1，高于商業(yè)化石墨的理論容量(372mAh-1)。同時，100-150圈是材料的倍率性能，放電容量從449.7mA h g-1(100mA g-1)分別變?yōu)?58.0mA h g-1(200mA g-1)，287.5mA h g-1(500mA g-1)和

5、237.0mA h g-1(1A g-1)，最終可逆回到455.7mA h g-1(100mA g-1)。Sn-Ni-P@N/P-C復(fù)合材料因其獨特的結(jié)構(gòu)和組成優(yōu)勢而表現(xiàn)出卓越的循環(huán)性能和倍率性能。
　　3.以GO/Sn-Ni復(fù)合氰膠作為前驅(qū)體制備了Sn-Ni@C/G納米片。在N2氣氛下高溫?zé)徇€原GO/Sn-Ni復(fù)合氣凝膠即可制得多孔碳/石墨烯固載的Sn-Ni合金。我們通過TEM(透射電子顯微鏡)、SEM(掃描電子顯微鏡)、XRD

6、（X射線粉末衍射）等手段對納米材料進(jìn)行表征。將該材料作為鋰離子電池負(fù)極材料時，Sn-Ni@C/G納米片表現(xiàn)出優(yōu)異的儲鋰性能。例如，以100mA g-1的電流密度運行100圈后，可逆容量仍然可以達(dá)到503mA h g-1。此外，在500mA g-1和1A g-1的高電流密度時容量可以分別保持在326.4和260.7mA h g-1。此外，這種復(fù)合氣凝膠高溫?zé)徇€原的方法為制備碳材料固載的合金納米片提供了新的途徑，也為合成高級LIBs負(fù)極材料