论文部分内容阅读
MoO3是一种具有良好光电特性的金属氧化物,被广泛应用于各个科学领域中,如气敏材料、催化剂、变色车窗、可变反射率镜、信息储存、图像显示等。人们发现不同热处理温度对PVD溅射出的MoO3薄膜产生了很大影响,并且不同温度下用水热法制备MoO3和石墨烯复合物,对其结构特性和电学特性也有不同程度的影响。本文通过磁控溅射法制备了以ITO导电玻璃为基底的MoO3薄膜,用水热法制备了MoO3和石墨烯复合物,并且用拉曼(Raman)光谱,透射谱,循环伏安法(CV),X射线衍射(XRD)谱对产物进行了表征与分析,同时研究MoO3和石墨烯复合物作为锂电池正极材料的电学性能。通过射频法用金属钼靶来制备MoO3薄膜,抽真空至510-4Pa,所通氧气为22.5sccm,氮气为2.5sccm,溅射功率为100w,溅射2小时。然后分别在不同温度下进行热处理,热处理温度为100℃、200℃、300℃、400℃。比较选定样品的循环伏安曲线,透射谱和拉曼光谱。得出结论,温度高过200℃后,MoO3出现分层现象,锂离子嵌入MoO3薄膜内,有两个还原峰和氧化峰,出现不可逆过程,循环性变差,但当温度为200℃时,MoO3薄膜的充电效率和变色效率最好,并且热处理温度低于100℃时,变色后的MoO3透射率比较好。通过水热法制备不同比例的MoO3和石墨烯复合物,水热法温度分别是120℃,140℃和180℃。比较选定样品的XRD图,拉曼光谱图以及复合物作为锂电池正极材料的电学性能图。得出结论:(1)水热反应温度相同时,随着所加入钼酸铵质量的增加,会导致α-MoO3向h-MoO3的转变,并且还会阻止氧化石墨烯的还原过程。(2)所加钼酸铵质量相同时,水热反应温度越低,越容易促使MoO3/石墨烯复合物中的MoO3为h-MoO3,反之,水热反应温度的增加会导致h-MoO3向α-MoO3转变。(3)MoO3/石墨烯复合物的首次放电效果较好,有望成为理想的锂离子插层材料(4)本实验中,水热反应温度较低时,首次放电电量较高,充放电循环性较好,充放电效率也较高。