论文部分内容阅读
本文首先介绍了低热固相反应法在制备无机纳米材料方面的进展，并归纳总结了八种不同的制备方法。采用低热固相反应法，我们可以很方便的制备各种无机纳米材料，且可通过不同的制备方法来控制所得产物的形貌。因为有着操作简便、成本低、污染小、易规模生产等优势，低热固相反应法有着很广阔的应用前景。采用低热固相反应，合成了一系列有实用前景的含Mn的简单和复合氧化物。对其中有着多方面催化用途，同时也是一种重要的电极材料——MnO2，尤其是新一代二次锂离子电池最有希望的正极材料——尖晶石型LiMn2O4做了重点研究。根据对LiMn2O4进行的电化学性质测试结果，又从结构上探讨了其容量衰减和比容量大小的原因，并通过掺杂等手段增强了材料的循环性能。采用低热固相反应制备得到的LiMn2O4在性能上不劣于其它方法所得产品，且在合成上有着操作简便、低成本、无污染等等优势，说明其更适合于规模生产。本文主要内容如下：1、介绍了使用低热固相反应制备无机纳米材料的方法，并对已有的研究成果进行分类。重点阐述了八种不同制备方法的特征，并对应各方法列举了若干实例。低热固相反应法在制备零维和一维无机纳米材料方面具有操作简便、成本低、污染小、易规模生产等优势。
2、采用低热固相反应，一步合成得到α-MnO2纳米粒子(直径约40-60nm)，并可以通过加入NaOH使MnO2纳米粒子发生重排，纳米粒子有序排列后得到MnO2纳米棒(直径约40-60nm)。并发现此α-MnO2纳米颗粒和纳米棒都有着较好的三阶非线性光学性质。
3、采用多种不同的有机物，应用低热固相反应的方法合成了锂离子电池正极材料——尖晶石型的LiMn2O4和层状的LiMnO2，并用此法在LiMn2O4中分别成功掺入Cr、Y两种元素，采用XRD、TEM、TG-DTA、ICP、XPS等进行了检测。后对尖晶石型LiMn2O4进行了电化学性质测试，又从结构上探讨了其容量衰减和比容量大小的原因，并通过掺杂等手段增强了材料的循环性能。正极材料的比容量和循环性能于文献已有报道相当，其中掺杂样品的循环性能明显优于不掺杂样品。和文献报道的各合成方法相比，该法操作简便、无需溶剂、成本低、无污染、产品纯度很高、产率一般在95％以上，因此更加适合规模生产。