介孔二氧化硅材料在材料學(xué)、化學(xué)、生物科學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,但由于其少量的弱酸中心,基本不具備催化性能,不能充分發(fā)揮其作為介孔材料的優(yōu)越性。因此,通過(guò)向二氧化硅中摻雜其他原子或原子團(tuán)形成介孔復(fù)合材料,或者在二氧化硅的改性材料中加入聚合物,從而拓寬介孔氧化硅的應(yīng)用范圍,成為近年來(lái)研究的熱門(mén)課題。本文從兩個(gè)方面對(duì)二氧化硅及其改性材料進(jìn)行研究:一、通過(guò)β-環(huán)糊精作穩(wěn)定劑,合成直徑約為16 nm的γ-Fe_2O_3納米粒子,并通過(guò)簡(jiǎn)易的一步法,成功地合成了高度分散負(fù)載γ-Fe_2O_3和Au納米顆粒的介孔二氧化硅。TEM分析表明,復(fù)合材料中的γ-Fe_2O_3–Au具有規(guī)則有序的形貌、高度的分散性及均一的尺寸,XRD、M-H回線、N_2吸脫附等表征方法都表明γ-Fe_2O_3–Au@m-SiO_2納米復(fù)合材料擁有較好的磁性特征,有序的介孔分布及高的比表面積。二、以PVDF-HFP為基質(zhì),將改性二氧化硅通過(guò)流延法制備了SiO_2-SO_3Li/PVDF-HFP凝膠聚合物復(fù)合功能膜,并將上述復(fù)合功能膜用于鋰離子電池和鋰空氣電池中。通過(guò)SEM、TEM、元素分析、XRD、接觸角、電化學(xué)測(cè)試及電池測(cè)試等手段對(duì)復(fù)合膜進(jìn)行表征,結(jié)果表明:所得SiO_2-SO_3Li/PVDF-HFP薄膜均勻,具有規(guī)則的六邊形孔道,且與PVDF-HFP薄膜相比,結(jié)晶度降低,無(wú)定形區(qū)域增加,這表明聚合物鏈的鏈段運(yùn)動(dòng)增多,可加強(qiáng)鋰離子的移動(dòng)。T=20℃下,SiO_2-SO_3Li/PVDF-HFP凝膠聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率在1 mol L~(-1) LiTFSI/TEGDME達(dá)到7.64×10~-44 S·cm~(-1),在1 mol L~(-1) LiPF_6/EC-DEC中可達(dá)到2.58×10~-33 S·cm~(-1)。另外,在0.5 mA/cm~2電流密度下,SiO_2-SO_3Li/PVDF-HFP凝膠聚合物電解質(zhì)可持續(xù)循環(huán)充放電720 h,且過(guò)電位僅為40 mV,充放電性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于PVDF-HFP。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TB33;O631
【部分圖文】：

介孔材料MCM-41結(jié)構(gòu)

圖 1-2 介孔氧化硅形成機(jī)理示意圖：（a）液晶模板機(jī)理；（b）協(xié)同組裝機(jī)理gure 1-2 Formation mechanism of mesoporous silica: （a）Liquid-Crystal Templating Mechanism（b）Cooperative Formation Mechanism除上述介孔材料合成導(dǎo)向機(jī)理外，Davis 等提出了“膠棒組裝”機(jī)理[22]。余承觀/宏觀的角度出發(fā)，提出了膠體相分離合成機(jī)理，日本科學(xué)家 Kuroda 等提出理，上述機(jī)理經(jīng)過(guò)科研工作者的不斷補(bǔ)充，能對(duì)介孔材料的制備與研究起到一

圖 1-3 磁性納米二氧化硅材料的分類(lèi)示意圖Figure 1-3 The classification of magnetic nano silica materials磁性介孔復(fù)合材料的合成一般有 3 種方法，分別是溶膠-凝膠法[50-52]、后灌注法[5354]、納米澆鑄法[55-58]。溶膠-凝膠法主要通過(guò)在磁性離子外包裹介孔殼層，得到核-殼結(jié)構(gòu)的磁性介孔材料。后灌注法是將磁性納米粒子引入至事先已經(jīng)合成好的介孔孔道內(nèi)或者向介孔材料注入磁性納米粒子的前驅(qū)體，前驅(qū)體通過(guò)在孔道內(nèi)原位轉(zhuǎn)化為所需的磁性納米粒子。納米澆鑄法是將客體前驅(qū)物和磁性納米粒子混合，填充至硬模板劑孔道中然后原位轉(zhuǎn)化為含有磁性納米粒子的復(fù)合物，最后去除模板劑，得到磁性介孔復(fù)合材料采用以上方法，可合成球狀、棒狀等不同形貌的磁性介孔材料[59, 60]。Deng 等提出了表面活性劑直接介入的溶膠-凝膠法合成磁性介孔氧化硅微球，所得微球具有典型核-殼結(jié)構(gòu)和均勻規(guī)則的球形狀，其形貌圖如圖 1-4，并且磁性介孔氧化硅球易分散于水溶液中，有利于在藥物傳輸方面的應(yīng)用[59]。Zhang 等利用油酸穩(wěn)定的磁性納米粒子為核，成功的合成了具有有序介觀結(jié)構(gòu)的磁性納米氧化硅復(fù)合微球[61]。Sanche
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 汪勛;楊晶晶;邵樂(lè);李嬌嬌;趙衛(wèi)峰;馬愛(ài)潔;張改;陳衛(wèi)星;;一種高離子電導(dǎo)率復(fù)合聚合物電解質(zhì)的簡(jiǎn)易熱處理制備[J];中國(guó)科學(xué):化學(xué);年期

2 費(fèi)睿愷;;固體聚合物電解質(zhì)的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用淺析[J];科技展望;2016年23期

3 步愛(ài)秀;譚勇;;鋰離子電池中聚合物電解質(zhì)的研究進(jìn)展[J];遼寧化工;2015年04期

4 譚斌;馬先果;黃心藍(lán);楊克潤(rùn);鄧正華;;PEO-LiClO_4-Li_4Ti_5O_(12)復(fù)合聚合物電解質(zhì)性能研究[J];電源技術(shù);2013年01期

5 李楠楠;張忠兵;衛(wèi)慧凱;王宇新;衛(wèi)國(guó)強(qiáng);;固體聚合物電解質(zhì)水電解膜電極的制備方法[J];綠色科技;2013年05期

6 王風(fēng)彥;屈年瑞;王洪超;;堿性聚合物電解質(zhì)的應(yīng)用進(jìn)展及其改性研究[J];廣州化工;2012年07期

7 谷芝元;魯?shù)罉s;許明;唐慧;;堿性固體聚合物電解質(zhì)膜的制備及性能研究[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年06期

8 黃琳琳;景義軍;;鋅鎳電池用堿性聚合物電解質(zhì)的研究進(jìn)展[J];電源技術(shù);2009年09期

9 魏文英;尹燕華;;固體聚合物電解質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用[J];河北化工;2008年03期

10 程弈星;;固體聚合物電解質(zhì)的研究現(xiàn)狀及展望[J];科協(xié)論壇(下半月);2008年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 付曉彬;通過(guò)固體核磁共振研究環(huán)糊精—高分子/鋰鹽固體聚合物電解質(zhì)的離子導(dǎo)電機(jī)制[D];華東師范大學(xué);2018年

2 鮑俊杰;全固態(tài)鋰電池用聚氨酯基固態(tài)聚合物電解質(zhì)的制備與性能研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

3 熊煥明;聚合物—納米粒子復(fù)合電解質(zhì)[D];吉林大學(xué);2004年

4 杜洪彥;二次鋰電池納米復(fù)合聚合物電解質(zhì)的制備、表征及其離子導(dǎo)電機(jī)理研究[D];廈門(mén)大學(xué);2004年

5 王占良;鋰離子電池用聚合物電解質(zhì)應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];天津大學(xué);2003年

6 王嚴(yán)杰;Li_（1.3）Al_（0.3）Ti_（1.7）（PO_4）_3作主相和填料相的PEO基聚合物電解質(zhì)的研究[D];浙江大學(xué);2005年

7 李雪莉;聚合物電解質(zhì)隔膜及鋰負(fù)極性能研究[D];復(fù)旦大學(xué);2005年

8 邱瑋麗;無(wú)機(jī)-有機(jī)聚合物電解質(zhì)的制備與應(yīng)用研究[D];復(fù)旦大學(xué);2005年

9 李朝暉;聚偏氟乙烯—六氟丙烯基微孔復(fù)合聚合物電解質(zhì)的電化學(xué)性能研究[D];湘潭大學(xué);2005年

10 操建華;鋰離子電池中聚合物電解質(zhì)多孔膜的制備及其結(jié)構(gòu)與性能研究[D];浙江大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張楠;PEO基聚合物電解質(zhì)的制備工藝及性能研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2018年

2 許裕忠;支化固態(tài)聚合物電解質(zhì)的制備及鋰離子電池性能研究[D];南昌航空大學(xué);2018年

3 張曉娜;基于介孔氧化硅的磁熱雙效復(fù)合材料和聚合物電解質(zhì)的制備及基礎(chǔ)研究[D];華南理工大學(xué);2018年

4 高明昊;鋰離子電池用TPU基聚合物電解質(zhì)的制備及其結(jié)構(gòu)與性能研究[D];安徽大學(xué);2018年

5 孫仁詣;聚丙烯酸/聚氧化乙烯（PAA/PEO）基聚合物電解質(zhì)膜的制備和改性[D];安徽大學(xué);2018年

6 陳博;全固態(tài)鋰電池用新型聚環(huán)氧乙烷基聚合物電解質(zhì)的研究[D];天津大學(xué);2017年

7 劉曉晨;新型聚碳酸酯聚合物電解質(zhì)的合成及性能研究[D];青島科技大學(xué);2017年

8 何為盛;新型聚碳酸酯電解質(zhì)制備及在高性能固態(tài)鋰電池中的性能研究[D];青島科技大學(xué);2017年

9 崔艷艷;高性能鋰電池聚合物電解質(zhì)的原位制備與性能研究[D];青島科技大學(xué);2017年

10 鄧培林;基于（氟磺酰）（五氟乙基磺酰）亞胺陰離子的固態(tài)聚合物電解質(zhì)的制備、表征及性質(zhì)[D];華中科技大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2888298