過渡金屬磷化物,尤其是單磷和多磷相過渡金屬磷化物具有優(yōu)異的催化和電化學等性能,在催化及能量存儲與轉換等領域將有廣泛的應用前景。本論文基于構建和發(fā)展相對溫和的一步法合成路線實現(xiàn)碳復合單磷相和富磷相過渡金屬磷化物納米結構的組裝,研究所制備的納米復合材料的形成機理,及其作為鋰離子電池負極材料和電解水催化劑的電化學性能。本論文的主要研究內容概括如下：1.發(fā)展了碳復合FeP納米材料的一步合成法,并研究了其作為鋰離子電池負極材料的電化學機理和鋰儲存性能。以三苯基磷為磷源和溶劑,以二茂鐵為鐵源,在390℃相對溫和條件下于封閉石英玻璃管中一步反應成功制備出碳復合的FeP納米材料。詳細的成分和結構表征得出該復合材料是由無定型碳包裹的FeP納米棒組成。作為鋰離子電池的負極材料,該復合材料在循環(huán)過程中有一個容量明顯上升的趨勢。機理研究表明：因為大量無定形碳層的包覆（-50%wt）使得活性物質FeP納米棒在鋰化過程中發(fā)生動力學上的滯后現(xiàn)象,所以隨著循環(huán)的進行,包覆在碳中的FeP納米棒逐漸被鋰化從而引起容量的上升。同時,與文獻中純FeP電極材料相比,該FeP@C納米復合材料表現(xiàn)出較高的放電比容量和穩(wěn)定持久的循環(huán)... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

-丨左圖（a-c):碳層包覆顆粒和無碳層包覆顆粒上電子和鋰離子傳導/擴散示意圖》(a)

圖1-2有無包覆層保護的活性物質顆粒在空氣和電解液中的穩(wěn)定性[62]。3)獨特的物理性質。碳材料具有很多獨特的物理性質，比如各向異性導電密度，高機械強度，結構柔性等等。當作為包覆材料時，它們很容易在活表面形成薄膜層狀物（如圖l-3a-c所示）。相比之下，金屬氧化物包覆層

%圖1-3 (a-c)碳材料包覆層和（d)金屬氧化物包覆層對底物幾何形狀的適應性示意圖[62]。(4)成本低廉。碳是地球上含量最多的元素之一，很多種類的廉價碳源均可作為碳前驅源來包覆負極材料。如糖、樹脂、浙青、聚合物和碳氫化合物。同時，在負極材料的表面實現(xiàn)碳的包覆途徑也很多，包括：化學氣相沉積，溶膠-凝膠7


本文編號：3080493