钼基纳米复合负极材料的可控制备及其储钠性能研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kensenwey
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
因钠资源丰富、环境友好,尤其是钠与锂之间的电化学相似性,钠离子电池被认为是替代锂离子电池最有前景的储能器件之一。锂离子电池中传统的负极材料石墨并不适配于钠离子电池,因此亟需开发高性能负极材料来适应钠离子电池商业化的发展。钼基负极材料价态丰富并拥有独特的物理化学性质,已经得到了广泛的研究。本文致力于发挥不同钼基材料的优势并改性其不足,通过材料纳米化、复合碳基材料、设计异质结构以及分层结构等方式来构建具有高性能的钠离子电池负极材料。具体研究内容如下:1.提出了一种用添加剂辅助的一步水热法,以钼酸铵和硫代乙酰胺分别作为钼源和硫源,辅以CTAB表面活性剂和葡萄糖,一步水热制备具有扩展层间距的有序3D MoS2纳米花。CTAB用以调控诱导形成纳米花,葡萄糖在MoS2纳米片的层间距中形成稳定的碳层。MoS2纳米片层间距中的碳层既提高了复合材料的导电性,又增强了结构的稳定性。有序的3D纳米花缩短了钠离子的扩散距离,而扩展的层间距更有利于钠离子的脱嵌。因此,制备的材料在0.1 A g-1下可以达到478.6 m Ah g-1的可逆容量,在1 A g-1下经过300次循环后保留率仍有98.8%,甚至在5和10 A g-1时分别表现出高达318.2m Ah g-1和302.3 m Ah g-1的可逆容量。2.利用简单的可控硫化工艺来实现原位局部相变从而构建异质结构。首先GO表面进行电荷修饰,利用静电吸附作用将GO和钼酸根离子结合,再通过可控硫化工艺来制备具有核-壳异质结构的复合材料(MoO2@MoS2/r GO)。异质界面中不均匀的电荷分布可以增强界面中的电荷转移动力学,同时,核壳纳米颗粒(MoO2@MoS2)与r GO纳米片协同作用,可增强电子电导率并缩短钠离子的扩散距离。基于以上优势,复合材料展示出优异的电化学性能:在0.1 A g-1下展现出高达604.1 m Ah g-1的可逆容量,甚至在5 A g-1的大电流密度下仍然保持420.8 m Ah g-1的可逆容量,同时在1 A g-1下循环300圈后容量保持率为90.3%。3.提出了一种设计分层结构的合理方法制备MoO2@Co O/C复合材料,将MOF(ZIF67)与MoO3纳米带结合,通过煅烧制备出核(MoO2)-壳(Co O/C)异质结构。MoO2纳米带类似“电芯”的作用,包覆的N掺杂碳基质充当导电骨架,一起协同确保电子快速转移的同时可以稳定复合材料的结构。独特的核壳纳米异质结构不仅可以缩短钠离子的扩散距离、加速界面的电荷转移,而且可以缓解充放电过程的体积膨胀。设计的复合材料在0.1 A g-1下展现出高达356.6 m Ah g-1的可逆比容量,甚至在1 A g-1下循环1000圈后仍能保持210.3 m Ah g-1的可逆比容量。
其他文献
软土是一种多相介质,其成分、结构复杂,历来都是岩土工程材料研究的热点。由于软土的变形具有明显的时效特征,其对工程建构筑物在长期的强度、稳定性具有不可忽视的影响。软土的时效变形包括固结变形和流变变形,其中流变变形稳定的时间更加漫长。目前针对软土进行的长期固结流变试验相对较少,且关于流变变形的机理还没形成统一的认识。本文以膨润土、高岭土和有机土作为“流变物”和石英砂一起配置的人工土为样本,进行了长期一
电化学沉积是一种高效可控的制备有机半导体薄膜的方法。由于电化学沉积中薄膜的不可逆沉积速率较快,其与可逆自组装的“查错-修复”过程不相匹配,所以电沉积薄膜内部分子排列往往是无序的。目前,为了能有效调控电沉积过程中分子的聚集行为,在电极上得到分子排列有序的结构,研究者们发展了多种方法例如模板法,外延生长和复合物沉积等。但是,这些方法的薄膜加工过程较为复杂,或者仅仅只能在电极上得到不连续分布的纳米结构。
背景脓毒血症急性肾损伤(Sepsis-Associated Acute Kidney Injury,SA-AKI)是重症监护室最常见的AKI类型,在临床上具有较高的发病率和死亡率,其发病机制不同于缺血再灌注导致的AKI,至今尚未完全阐明。既往研究发现,肾小管上皮细胞线粒体损伤是导致SA-AKI的重要机制,干预线粒体损伤,保护线粒体可能成为治疗SA-AKI的有效手段。Humanin是2001年在阿尔
随着有关中子星的观测越来越多,科学家们对中子星物态和性质的约束取得了很大的进步。在本文中,我们使用双中子星合并的引力波事件GW170817和NICER团队对孤立中子星PSR J0030+0451的观测数据对中子星物态和性质进行约束。我们使用同位旋依赖的参数化物态方程和GW170817事件中的观测数据(双中子星的质量和潮汐形变的概率分布)去研究核对称能及中子星的性质。为了使物态与观测数据相融洽,我们
Mg基储氢合金具有储氢容量高、资源丰富等众多优点,但是脱氢温度较高、吸/放氢动力学缓慢以及循环稳定性较差等缺点严重阻碍了其应用与发展。本文采用高能球磨法,将MgH2与AB5型储氢合金、Li BH4等添加剂进行复合,制备了不同组分的复合材料,旨在改善Mg/MgH2储氢体系的脱氢动力学性能并降低其脱氢温度。本文还阐明了AB5、Li BH4等添加剂对MgH2储氢性能的影响,并分析了其在吸/放氢过程中的作
海上风电是促进世界各国能源结构调整的重要发展方向,中国南海是我国目前海上风电能源开发的重要海域。鉴于南海的面积广阔,不同海区的海洋水文和地形地质等环境条件复杂多变,必须选择与场址环境条件相适应的基础形式才能保证风电场充分发挥社会和经济效益。而斜桩承台式风电基础具有很好的地基条件适应能力、较好的结构稳定性能和成熟的施工技术等系列优点,目前已在我国海上风电场建设中得到广泛应用,但海底局部冲刷问题常常导
N~6-甲基腺嘌呤(m~6A)是真核生物中最常见的RNA修饰之一,在基因的表达调控中起着重要的作用,是一种重要的表观遗传修饰。本文利用RNA具有带负电荷的磷酸盐骨架对Bi2S3/g-C3N4异质结光电信号的猝灭来构建光电化学生物传感器。以m~6A和Au NPs结合得到m~6A金标抗体,采用Bi2S3/g-C3N4异质结作为光电活性材料,利用氨基与羧基的共价结合,硼酸基团与抗体之间的特异性识别以及抗
口罩是应用最为广泛的人体呼吸防护用品,可显著减少细颗粒污染及通过气溶胶、飞沫引起的细菌病毒传播对人体和公共卫生造成的危害。但目前佩戴商用高效防护口罩普遍存在很强的面部闷热感,特别是在高湿环境下长期佩戴,这极大的限制了个人呼吸防护装置的推广使用,也不利于提高公共卫生防控能力。为此,本文将辐射冷却这种零能耗表面冷却技术用于口罩滤料热管理,通过静电纺工艺制备兼具热舒适性和高效PM2.5防护功能的PA6-
电网作为现代社会的关键基础设施和能源互联网的枢纽,其发展一直得到极大关注。对电力网络的发展路径开展定量评估是现阶段相关部门进行电网规划与建设管理过程中需要考虑的关键问题。一种从全局的角度评判电网规模发展本质的机理有助于更科学准确地设定电力系统的发展路径。本文提出一种基于复杂网络理论的异速生长规律研究电网规模发展变化规律的方法,在相关领域进行了探索性的研究。本文为电力系统的规划和建设提出了一种系统性
移动群智感知是目前最具有影响力的新兴技术之一,它利用现有的通信基础设施(Wi Fi、4G/5G)和智能设备用户的移动性,从分散在监测区域的智能设备中收集个人和周围环境、位置、交通状况、噪音水平等数据,并在云服务器中聚集融合,实现有价值信息的提取和交付。移动群智感知在诸如环境监测、智能交通、医疗保健、室内定位等智慧城市的各方面都具有广阔的应用前景。然而,移动群智感知应用的大范围推广仍面临许多的挑战。