Fe_2O_3/ZnFe_2O_4/C复合材料的制备及其电化学性能

本文以葡萄糖作为碳源,采用溶剂热法进行原位碳包覆合成了Fe_2O_3/ZnFe_2O_4/C材料,研究了材料的结构及电化学性能。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安扫描(CV)和恒流充放电技术对材料结构及电化学性能进行了表征。结果表明,采用此法合成的Fe_2O_3/ZnFe_2O_4/C复合材料呈现多孔结构,粒径约为250nm,经历40次循环后材料的可逆容量依然能保持在645.7mAh/g,较未包覆碳材料的电极提高了19.0%,其可逆容量和循环稳定性能得到了显著提升。     

二次水热法制备Co_3O_4@MnO_2复合材料及其电化学性能研究

在泡沫镍基底上,以氯化钴(CoCl_2·6H_2O,分析纯)和尿素为原料,利用二次水热法制备了Co_3O_4@MnO_2复合材料。通过X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)分别对样品的结构和形貌进行表征,并使用循环伏安法(CV)、恒流充放电测试(GCD)和交流阻抗测试(EIS)研究了样品的电化学性能。实验结果表明,随着水热温度的增加,复合材料结构由纳米片状向纳米团状转变;充放电测试中,将不同水热温度下制备的Co_3O_4@MnO_2复合材料的电容量进行对比,水热温度160℃,电流密度为0.3A g-1反应条件下制备的电极材料比电容为2747.3 F g-1,比电容最大,电化学性能优异。     

四氧化三铁亚微空心球的制备及表征

采用水热法制备出亚微尺寸Fe_3O_4空心球.用X射线衍射谱(XRD)和傅里叶红外光谱(FT-IR)表征了样品的相结构,用透射电子显微镜(TEM)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)照片表征样品的形貌,表明在一定反应条件(反应温度、反应时间、反应试剂)下,反应产物可形成不同的形貌:针叶状的纳米颗粒、亚微尺寸的疏松球、实心球和空心球等.用振动样品磁强计(VSM)测量了样品的室温磁性,表明Fe_3O_4亚微空心球样品表现为铁磁性.     

Fe_3O_4纳米晶的形貌可控制备及其电化学性能研究

以油酸和癸酸作为表面活性剂调控Fe_3O_4纳米晶的生长过程制备了由不同比例{100}与{111}面构成的Fe_3O_4纳米晶。利用X射线衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(FESEM)等分析方法对Fe_3O_4纳米晶进行了物相测定和微结构观察,并分析了Fe_3O_4纳米晶的生长机制。在高电流密度(1A/g)条件下,八面体形貌Fe_3O_4纳米晶作为锂电池负极材料表现出比立方八面体和立方形貌Fe_3O_4纳米晶更加优异的电化学性能。实验结果证明Fe_3O_4多面体的表面结构显著影响Fe_3O_4活性材料在电化学循环过程中的电化学反应活性。     

纳米LiFePO4/C复合材料的制备和性能

以Fe(NO3)3·9H2O、H3PO4和稀氨水为原料,用控制结晶法制备FePO4·x H2O,研究了表面活性剂CTAB和PEG对FePO4·x H2O材料的影响。再以Li2CO3、蔗糖和高温烧结后的FePO4为原料用碳热还原法制备了纳米LiFePO4/C复合材料。用SEM、XRD、充放电测试、循环伏安测试等手段对该复合材料进行表征,研究其电化学性能。结果表明:添加表面活性剂制备的LiFePO4/C复合材料纳米颗粒呈球形且团聚减少,提高了材料的倍率性能和循环性能,其中添加CTAB制备的LiFePO4/C材料的颗粒最小、分散性较好,0.1C时的首次放电比容量为159.8 m Ah·g-1,10C倍率下比容量仍达到132.4 m Ah·g-1。     

煅烧法制备石墨烯包覆Mn_3O_4纳米复合粉体及其电化学性能研究

为了大量、方便地制备电化学性能优异的锂离子电池负极材料,利用一步煅烧法制备石墨烯包覆Mn_3O_4纳米复合粉体,采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对复合粉体进行表征,并进行电化学性能检测。结果表明:石墨烯把Mn_3O_4颗粒很好地包覆在里面;石墨烯包覆Mn_3O_4纳米复合粉体具有优秀的电化学性能,含碳质量分数为13%的石墨烯包覆Mn_3O_4纳米复合粉体首次放电比容量达到859.7 m A·h/g,电流密度为1 600 m A/g时的放电比容量保持在380 m A·h/g,循环100次后放电比容量几乎保持不变。     

柠檬酸根对纳米Fe_3O_4/PVA磁性复合膜性能的影响

采用化学共沉淀法制备了添加柠檬酸根前后的纳米Fe_3O_4粉体材料,用流延成膜法制备了添加柠檬酸根前后的Fe_3O_4/聚乙烯醇(PVA)复合膜。用红外光谱分析仪、古埃磁天平法、振动样品磁强计、自制磁致变形设备、发射扫描电子显微镜对添加柠檬酸根前后的纳米Fe_3O_4/PVA复合膜的结构及性能进行了表征和分析。结果表明:添加柠檬酸根纳米Fe_3O_4制备的Fe_3O_4/PVA复合膜磁化率更大、磁性能更好、磁致变形性能更大、分散性好。     

NiCo_2O_4微球的制备及其电化学性能

通过简单的水热法以及后续热处理,成功合成介孔NiCo_2O_4微球。利用FESEM、TEM、XPS和电化学工作站对样品的表面形貌、元素价态和电化学性能进行表征。结果表明:合成的NiCo_2O_4拥有丰富的多孔纳米针状结构,表现出较高的比表面积。由于这种三维多孔纳米结构,当NiCo_2O_4微球作为电极材料时,展现出优异的电容特性,在1A·g-1的电流密度下比电容高达1 554F·g-1,而且当电流密度增加到20A·g-1时,电容保持率为87.5%。另外,在5A·g-1的电流密度下,经过2 000次的充放电循环后,比电容仍能保持初始电容的90.4%。良好的电化学性能表明,NiCo_2O_4微球是一种理想的超级电容器电极材料。     

磁性荧光双功能纳米材料Fe_3O_4/CS@CQDs的制备与表征

以化学共沉淀法制备出Fe_3O_4磁性纳米粒子,通过壳聚糖(CS)修饰制备得Fe_3O_4/CS磁性微球,再将Fe_3O_4/CS磁性微球与表面富含羧基的碳量子点(CQDs)连接,合成了以碳量子点为荧光材料的磁性荧光双功能纳米微球Fe_3O_4/CS@CQDs。经过红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、荧光分光光度计、振动样品磁强计(VSM)、荧光显微镜及透射电子显微镜(TEM)对该纳米材料表征。结果表明:双功能纳米微球Fe_3O_4/CS@CQDs饱和磁化强度达到13.66emu/g,分散性良好,粒径约为45nm,具有良好的荧光性能及磁响应性,有望取代以半导体量子点作为荧光材料的磁性复合材料,在生物医学等方面得到广泛应用。     

新型碳热还原法制备LiFePO4/C复合材料及其性能研究

以葡萄糖为碳源,采用一种新的碳热还原法制备LiFePO4／C正极材料．采用TG-DTA、XRD、TEM等手段对前驱体及产物进行了表征,研究了碳热还原的反应历程,测试了样品的电化学性能．结果表明,该碳热还原法可以降低煅烧温度．600℃烧结24h的样品在0．05C下首次放电容量达156mAh·g-1,在0．1、0．2、0．5、1C下首次放电容量分别为146、135、130、121mAh·g-1．该样品在1C下经过30次循环,容量还保持为119mAh·g-1,衰减仅为1．65％．     

锂离子电池正极材料LiMn_(0.8-x)Fe_(0.15+x)Mg_(0.05)PO_4的制备、表征及电化学过程研究

采用溶剂热法制备了Mg掺杂的磷酸铁锰锂(LiMn_(0.8-x)Fe_(0.15+x)Mg_(0.05)PO_4)正极材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、恒流充放电等手段对合成样品的结构、形貌及电化学性能进行了测试与表征。结果表明,所制样品为具有良好橄榄石型结构的纳米颗粒。Mg的掺入提升了材料中Mn和Fe的容量发挥率,0.1C倍率下材料的容量提升率达23.2%,1C倍率时循环100周后材料比容量为110.1mAh/g,容量保持率高于94%。     

碳量子点磁性纳米复合材料的制备与表征

采用一步法在高压反应釜中合成了粒径均一、荧光性能优异的碳量子点(CQDs)。再以化学共沉淀法制备纳米Fe_3O_4粒子,通过聚多巴胺(PDA)修饰制备得Fe_3O_4/PDA。本实验首次以PDA为桥梁,将Fe_3O_4纳米颗粒与CQDs连接,合成了以CQDs为荧光材料的多功能复合微球Fe_3O_4/PDA@CQDs。经过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射、振动样品磁强计、透射电子显微镜及荧光分光光度计等对该纳米复合物表征。结果表明:CQDs粒径约10nm,连接后的复合纳米粒子粒径在40nm左右,分散性良好且兼具优异的磁响应性和荧光发光性能。该复合微球无毒且生物相容性高,可以取代半导体量子点磁性纳米复合材料并广泛应用于药物分离、可视化和靶向治疗等生命科学领域。     

纳米纤维素/Fe3O4纳米球的原位合成及其电化学性能

利用实验室自制茶梗纳米纤维素原位合成纳米纤维素(CNC)/四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米球,并对其粒径大小、结晶性质、磁性性能和电化学性能进行分析表征。结果表明,通过原位合成法所制得CNC/Fe_3O_4纳米球,粒子间分散性良好,直径约为10～30 nm;CNC/Fe_3O_4纳米球具有磁化强度34.9 A·m~2/kg的磁特性;CNC/Fe_3O_4纳米球表现出良好的电化学性能,CNC/Fe_3O_4电极的比电容主要是Fe_3O_4产生的赝电容,在电流密度0.03 A/g时,比容量可达30.14 F/g,在0.04 A/g电流密度下,经过500次充放电后容量保持率为78.76%。CNC/Fe_3O_4电极中离子的扩散为Warburg机理。     

多孔铁碳基MOF材料的制备及其锂电性能研究

采用纳米结构化和碳复合这两种方法对氧化铁材料进行结构与功能化设计。首先通过高温煅烧普鲁士蓝立方块制备得到多孔氧化铁立方块(Fe_2O_3),再进一步使用葡萄糖为原料在氧化铁立方块表面包覆无定形碳层(C@Fe_2O_3)。同时,利用形貌、物相和电化学性能测试等表征手段对该多孔铁碳基金属有机骨架(MOF)材料的制备和锂电池存储性能进行研究。研究结果表明,对Fe_2O_3进行纳米结构化设计后,其锂存储性能明显高于普通Fe_2O_3立方块的比容量。进一步使用无定形碳包覆后,材料的导电性明显提升且在充放电过程中材料的体积效应得到缓解。该C@Fe_2O_3立方块作为锂电负极材料在100次循环后比容量达到598 mAh/g。     

电纺ZnMn_2O_4纳米纤维的制备及其电化学性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、Zn(CH3COO)2·2H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O和乙醇为原料,采用静电纺丝法制备PVP/C4H6O4Zn/C4H12O8Mn复合纳米纤维,经过不同温度煅烧得到ZnMn_2O_4纳米纤维,将其运用于锂离子电池负极材料,探讨了煅烧温度对材料结构形貌和电化学性能的影响。利用热重、扫描电镜和X射线衍射等对其热解过程、形貌和晶型结构等进行了表征,通过恒流充放电测试研究煅烧温度对ZnMn_2O_4纳米纤维电化学性能的影响。结果表明:经高温煅烧后纤维形貌发生明显变化,出现了ZnMn_2O_4特征衍射峰,不同温度下煅烧处理后样品的首次放电比容量差异不大,但700℃处理后的样品具有较好的循环性能。     

LiFePO4空心微球的合成及电化学性能

采用溶剂热法制备了LiFePO4空心微球。通过X射线衍射、红外、扫描电子显微镜、恒电流充放电测试等方法对样品进行结构表征和电化学性能测试。结果表明当n(C6H8O7):n(Fe2+)=1.5∶1,丙三醇-水溶剂(V/V=1∶2)中180℃反应48h时可以得到纳米片自组装成的空心微米球。室温下以0.1C倍率恒流充放电,第2次放电比容量为102.7mAh.g-1,30次循环后放电容量衰减很少。     

锂离子电池正极材料铁掺杂V_6O_(13)的制备及电化学性能

为有效提高V_6O_(13)正极材料在高锂状态下的放电比容量和改善循环性能,使用一种先制备前驱体再水热合成的方法制备铁掺杂V_6O_(13)。运用XRD,SEM和XPS表征铁掺杂V_6O_(13)的物相、形貌以及表面元素价态,并对铁掺杂V_6O_(13)的电化学性能进行研究与分析。掺杂不同数量的铁可以得到不同形貌且电化学性能各异的铁掺杂V_6O_(13)。其中0.02样品的有序堆垛纳米片的厚度最大(600~900nm),纳米片之间的空隙最大。铁掺杂V_6O_(13)样品的放电性能均好于纯V_6O_(13),其中0.02样品的电化学性能最好,首次放电比容量为433mAh·g-1,100次循环后的容量保存率为47.1%。     

反向共沉淀法制备纳米Fe_3O_4及其粒径控制

针对Fe_3O_4尺寸均匀性及粒径可控性难题,采用反向共沉淀法制备了磁性纳米Fe_3O_4.应用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）和振动式样品磁强计（VSM）对合成的磁性纳米Fe_3O_4的形貌、结构、粒径及磁性能进行了表征。结果表明：反向共沉淀法合成的样品近似球形,物相分析为尖晶石结构的Fe_3P_4;...     

Fe3O4 包覆聚苯乙烯磁性微球的制备及性能

为研究一种应用于磁稳定流化床反应器的新型高分子磁性微球的制备方法及性能,采用悬浮聚合法制备了Fe_3O_4纳米粒子包覆聚苯乙烯磁性微球,研究了搅拌速率、加入磁性Fe_3O_4纳米粒子的时间等因素对复合微球粒径及性能的影响,运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、热重(TGA)等测试手段,表征了磁性聚苯乙烯微球的形貌特征、结构、粒径、磁学性能及Fe_3O_4的包覆量.实验结果表明:在搅拌转速为600 r/min,80℃保温10 min加入修饰Fe_3O_4纳米粒子,制备所得的磁性聚苯乙烯微球为粒径分布均匀的球状微粒;Fe_3O_4的包覆量达到5%,最高饱和磁化强度为3.73 emu/g,具有较好的超顺磁性,可应用于磁稳定流化床反应器.     

纳米LiFePO4/C复合正极材料的溶剂热合成

采用乙二醇溶剂热法,以蔗糖为碳源,制备了橄榄石型纳米级LiFePO₄/C复合正极材料,对其物相、形貌、结构、成分和性能进行了表征。结果表明,所制备的纳米LiFePO₄/C的形貌为棒状,直径约为100 nm,结晶度高、分散性好。LiFePO₄的粒径细化和掺碳有利于提高LiFePO₄正极材料的电化学性能,其首次充放电比容量（0.1 C）分别为166 mAh·g^-1和164 mAh·g^-1,充放电电压平台分别为3.45 V和3.40 V;在5 C大倍率放电下,经过20次循环,其比容量保持率为95.4%。