静电纺丝法制备钴酸镍及其电化学性能试验研究

研究了采用静电纺丝法制备NiCo₂O₄纳米纤维前驱体，并将煅烧后的NiCo₂O₄纤维用作锂离子电池负极材料，考察了其电化学性能。结果表明：质量比2∶1的Co(NO₃)₂和Ni(NO₃)₂经电纺可制备出直径约400 nm的NiCo₂O₄纳米纤维前驱体；以NiCo₂O₄纤维作负极材料的锂离子电池首次放电比容量为1 141 mAh/g, 100次循环后放电比容量约为415 mAh/g;电池内部成分电阻仅为3.77Ω,循环性能稳定。     

静电纺丝法制备氧化钴纳米纤维

采用硝酸钴与聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone, PVP)为原料制备纺丝液, 利用扫描电子显微镜、同步热分析仪、X-射线衍射仪以及透射电子显微镜对前驱体纤维及煅烧后纤维进行表征与分析, 研究静电纺丝技术制备氧化钴纳米纤维的可行性及最佳实验条件。结果表明: 在PVP(K30)质量分数为43%, 硝酸钴质量为2 g以及最佳设备参数条件下, 可以制备出直径约600 nm、均匀光滑的硝酸钴/PVP前驱体纤维, 经600℃高温煅烧后, 可得到直径约30 nm的氧化钴纳米纤维。     

八水碳酸镨的热分解及其动力学分析

采用碳酸氢钠和氯化镨制备八水碳酸镨颗粒后,运用TG-DSC技术,在不同程序升温下,研究八水碳酸镨(Pr_2(CO_3)_3·8H_2O)的热分解过程。分别采用Ozawa-Flynm-Wall法、Kissinger法、Crane法和Coats-Redfem法确定其热分解动力学参数。TG-DSC表明,八水碳酸镨热分解过程为3个阶段,第一阶段为脱水反应,第二阶段碳酸镨分解为Pr_2CO_5,第三阶段为Pr_2CO_5分解为Pr_6O_(11)。运用Coats-Redfem积分法得出第二阶段反应的反应机理受二维扩散机理控制,第三阶段反应的反应机理受成核和生长机理控制。在确定了八水碳酸镨热分解反应机理函数的前提下,实验计算得出三阶段反应的表观活化能E分别为47.24 kJ·mol~(-1)、220.94 kJ·mol~(-1)、120.71 kJ·mol~(-1);指前因子A分别为5.80×10~4 S~(-1)、1.35×10~(11) S~(-1)、6.22×10~2 S~(-1);第一阶段和第二阶段反应级数约为1,第三阶段反应级数为0.88。