N,P-共掺杂碳、碳包覆纳米材料的制备及电化学性能研究

代理获取

页面导航

目录
摘要
著录项
相似文献
相关主题

摘要

近年来，化石燃料的存储告急和酸雨、雾霾、温室效应的日益加剧，研发新型的高能量密度、高能量转换率、清洁的燃料电池和高能量密度、高功率密度、高安全性、环保的锂离子电池成为当今世界科学家们的关注热点。对于燃料电池而言，无金属碳基催化剂制备简单、成本低而且无污染。而作为被美国能源部指定为第二代锂离子电池负极材料的尖晶石Li4Ti5O12，同样的，原料造价低，安全性高而且环保。基于此，本文研究了以下两个方面的内容： (1)通过简单易行的静电纺丝和高温退火制备了N,P共掺杂纳米碳纤维。首先我们将聚丙烯腈(PAN)、磷酸三苯酯(TPP)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)水浴搅拌得到溶液，之后通过静电纺丝制备了N,P共掺杂纳米碳纤维的前驱体，在Ar气氛中不同的温度（800℃、900℃、1000℃）下退火，得到N,P共掺杂碳纳米纤维(NPC NFs-x)。各项结构表征显示：NPC NFs-900在碱性条件下的ORR电催化性能最好，起始电位为0.93V与商业Pt/C(0.96V)极其相近，极限电流为4.6mA cm-2，经历四电子反应历程，甲醇的耐受性也比商业Pt/C要好。这是因为比表面积较大，微介孔交互，因此暴露出更多活性位点，传质能力得到了增强。另一方面，N和P与C原子发生电荷极化作用，而且加上吡啶-N和P-C的协同作用，O2的吸附位点增多。 (2)三乙醇胺浸泡尖晶石型Li4Ti5O12，之后高温热解得到碳包覆的Li4Ti5O12样品(LTO-1)。通过EDS和XPS联合表征，发现碳峰的出现，而且没有N峰出现，证明用此方法实现碳包覆是可行的。高温下Ti3+的出现和碳一定程度的石墨化，使锂离子电池性能有所提升。LTO-1具有很小的阻抗，首次放电容量达172.5mAh g-1，50次循环后保持在121.7mAh g-1，大电流密度下的倍率性能也相对优良而且在1.52V处有一个很明显的充放电平台，增强了充放电过程中的安全性。

著录项

作者
孙汉琪;
展开▼
作者单位

山西师范大学;

展开▼
授予单位山西师范大学;
学科化学
授予学位硕士
导师姓名侯娟娟,马建民;
年度 2018
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类工程材料学;有机化学;
关键词
共掺杂; 碳包覆纳米材料; 制备; 电化学;

相似文献

中文文献
外文文献
专利

1. 钠掺杂碳包覆磷酸锰锂纳米材料的制备及电化学性能 [J] . 刘碧娇 ,沈昱 ,赵红 . 大连交通大学学报 . 2021,第003期
2. 硼/氮共掺杂多孔碳纳米片的制备及其电化学性能 [J] . 马爱玲 ,黄光许 ,耿乾浩 . 化工进展 . 2021,第008期
3. 氮/硫共掺杂多孔碳纳米片的制备及其电化学性能 [J] . . 物理学报 . 2018,第023期
4. 氮掺杂碳包覆凹凸棒石的制备及其电化学性能研究 [J] . 刘信东 ,应宗荣 ,卢建建 . 电子元件与材料 . 2016,第001期
5. 碳包覆Zn_2SnO_4锂电池负极材料的制备及电化学性能研究 [J] . 姬晓旭 ,赵庆怀 ,王丽 . 人工晶体学报 . 2014,第6期
6. 氮掺杂碳包覆Li3V2(PO4)3锂离子电池正极材料的原位制备及电化学性能研究 [C] . WANG Cong ,王聪 ,SHEN Wei . 第30届全国化学与物理电源学术年会 . 2013
7. 铁基氧化物纳米材料制备、碳包覆及电化学性能研究 [A] . 刘瑞 . 2012

N,P-共掺杂碳、碳包覆纳米材料的制备及电化学性能研究

目录

摘要

著录项

相似文献

相关主题

期刊订阅