球型結(jié)構(gòu)金屬氧化物能源材料的合成與性能研究.pdf

1、球型結(jié)構(gòu)金屬氧化物能源材料的合成與性能研究一直是科學界的研究熱點。St(o)ber法作為一種傳統(tǒng)而經(jīng)典的方法廣泛地應用于球型材料的合成研究中。通過這種方法，我們成功地合成了TiO2中空球、Zn2Ti3O8中空球、Co3O4@TiO2@C和Fe3O4@TiO2@C中空核殼結(jié)構(gòu)球、Co3O4@RGO復合物以及SiO2@三元錳基核殼結(jié)構(gòu)復合物等一系列的球型金屬氧化物，并用作染料敏化太陽能電池光陽極或鋰離子電池負極材料。另外，本文以碳球為模板合

2、成了上轉(zhuǎn)換材料NaxGdFyOz∶Yb/Er中空球，并用于染料敏化太陽能電池光陽極的研究中。通過光電測試、電池充放電測試、循環(huán)伏安測試和電化學阻抗測試，系統(tǒng)地研究了材料在光電化學和電化學反應過程中的機理。
　　本文以SiO2球作為模板，通過離子交換的形式成功地將Zn離子嵌入到TiO2納米晶體結(jié)構(gòu)中合成不同壁厚的Zn2Ti3O8中空球氧化物。當材料用作鋰離子電池負極材料時，電池呈現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能，100次和200次循環(huán)

3、后容量依然分別保持在186.2mAh g-1和173.6mAh g-1。
　　Co3O4@TiO2@C和Fe3O4@TiO2@C中空核殼結(jié)構(gòu)球以及Co3O4@RGO復合物通過St(o)ber法成功地合成。研究結(jié)果表明包覆具有穩(wěn)定電化學特性的外層物質(zhì)可有效地緩解金屬氧化物在鋰離子充放電過程中的體積膨脹和材料粉化等機械形變，減少電極極化以及提高材料的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　核殼結(jié)構(gòu)SiO2@ZnxMn2O4球通過水熱法和離子交換法成功

4、地合成。研究結(jié)果表明，在后續(xù)的Zn離子交換過程中，有部分Zn離子并沒有嵌入至Mn基材料中，而是形成了ZnO納米粒子。電池電化學測試結(jié)果表明復合材料具有良好的電化學性能。SiO2@SnO2-MnCO3核殼結(jié)構(gòu)球型復合物則是直接采用水熱法合成，但是其作為鋰離子電池負極材料，性能并不是很理想。
　　不同壁厚的TiO2中空球通過調(diào)控TBOT的量被成功地合成。光電性能測試表明，TiO2中空球相對于TiO2納米粒子具有更好的散射作用。本文選擇