本文主要研究内容
作者吴珊（2019）在《锰氧基—多孔复合材料的制备及电化学性能研究》一文中研究指出：水系锌离子电池（AZIBs）因为具有成本低、绿色无污染、锌元素存储量丰富等优点而备受关注。但是,锌离子在正极材料中的脱出和嵌入是具有挑战性和复杂性的,为了深入研究这一问题,本论文首先对AZIBs做了简单的介绍,然后对金属有机配位聚合物（MOCP）、氮掺杂碳/锰氧化物（MnOx/NCm）复合材料和介孔碳材料/二氧化锰（MCM4/MnO2）复合材料的研究进展作了简要概述,进而提出了本论文的研究重点:将多孔的材料与锰氧基材料进行复合,从而实现完善电极材料电化学性能的目的。本论文的主要内容为:（1）通过水热法合成了片状MOCP-H（高比面积MOCP的简称）材料,使用扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）和比表面积及孔隙度分析仪三种检测手段对MOCP-H材料的形貌和结构进行了表征。并对由MOCP-H为正极,ZnSO4/MnSO4混合水溶液为电解液,锌片为负极组成的电池体系,进行相应的电化学方面的测试。该电池体系提供高的可逆容量和循环稳定性,在150 mA g-1电流密度下放电容量达到240.3 mAh g-1,在600 mA g-1的电流密度下循环1500圈的容量保持率约为100%。该体系展现出优越的电化学性能归因于电解液中MnSO4的添加,MnSO4添加引起了MnO2在电极上的沉积,而MnO2可以提高正极的容量,从而电池的电化学性能得到完善。MOCP-H和MnO2之间的协同效应为开发低成本、高性能的AZIBs迎来新的机遇。（2）通过一锅水热法成功制备了氢氧化氧锰/聚苯胺（MnOOH/PANI）复合材料,通过在马弗炉中煅烧3 h得到氮掺杂碳的β-MnO2（β-MnO2/NCm）复合材料。使用SEM和XRD的检测手段对MnOOH/PANI和β-MnO2/NCm复合材料的形貌和结构进行表征。通过β-MnO2/NCm的能量色散X射线光谱（EDX）测试,证明碳和氮元素均匀分布在整个β-MnO2材料中,NCm增加了β-MnO2复合材料的导电性并减缓了电池容量的衰减。由于氮和碳材料的掺杂,在200 mA g-1电流密度下,β-MnO2/NCm(331 mA h g-1)电极提供了一个较纯β-MnO2(185 mA h g-1)电极高的放电容量。（3）通过一锅法成功制备了MnOOH/PANI复合材料,通过在马弗炉中500℃煅烧3 h得到氮掺杂碳八氧化五锰（Mn5O8/NCm）复合材料。使用SEM和XRD的检测手段对MnOOH/PANI和Mn5O8/NCm复合材料的形貌和结构进行表征。Mn5O8/NCm的EDX结果证明氮掺杂碳基体均匀分布在整个结构中。此外,Mn5O8/NCm电极可提供266 mAh g-1的放电容量。这种合成方法可为制备MnOx/NCm复合材料铺平道路。（4）以荔枝壳为模板和碳源,制备出MnO2/MCMs复合材料。本实验先研究了纯MCMs的结构和形貌,然后对MCMs电池的电化学性能进行了研究。通过SEM测试得到MCMs最优的活化比例是荔枝壳与氢氧化钾（KOH）为1:4（MCM4）时,通过比表面积及孔隙度分析仪检测可知比表面积为735.785 m2g-1。MCMs在60 mA g-1的电流密度下循环50周后的可逆比容量为160.191mAh g-1,容量衰减较快,所以采用与MnO2复合的方法来降低容量衰减和提高循环稳定性。通过设计合成路线,成功的合成了MCM4/MnO2复合材料,并采用XRD和TEM进行证明。MnO2/MCM4的EDX结果证明碳和锰元素是均匀分布在整个MCM4之中的。
Abstract
shui ji xin li zi dian chi （AZIBs）yin wei ju you cheng ben di 、lu se mo wu ran 、xin yuan su cun chu liang feng fu deng you dian er bei shou guan zhu 。dan shi ,xin li zi zai zheng ji cai liao zhong de tuo chu he qian ru shi ju you tiao zhan xing he fu za xing de ,wei le shen ru yan jiu zhe yi wen ti ,ben lun wen shou xian dui AZIBszuo le jian chan de jie shao ,ran hou dui jin shu you ji pei wei ju ge wu （MOCP）、dan can za tan /meng yang hua wu （MnOx/NCm）fu ge cai liao he jie kong tan cai liao /er yang hua meng （MCM4/MnO2）fu ge cai liao de yan jiu jin zhan zuo le jian yao gai shu ,jin er di chu le ben lun wen de yan jiu chong dian :jiang duo kong de cai liao yu meng yang ji cai liao jin hang fu ge ,cong er shi xian wan shan dian ji cai liao dian hua xue xing neng de mu de 。ben lun wen de zhu yao nei rong wei :（1）tong guo shui re fa ge cheng le pian zhuang MOCP-H（gao bi mian ji MOCPde jian chen ）cai liao ,shi yong sao miao dian zi xian wei jing （SEM）、X-she xian yan she （XRD）he bi biao mian ji ji kong xi du fen xi yi san chong jian ce shou duan dui MOCP-Hcai liao de xing mao he jie gou jin hang le biao zheng 。bing dui you MOCP-Hwei zheng ji ,ZnSO4/MnSO4hun ge shui rong ye wei dian jie ye ,xin pian wei fu ji zu cheng de dian chi ti ji ,jin hang xiang ying de dian hua xue fang mian de ce shi 。gai dian chi ti ji di gong gao de ke ni rong liang he xun huan wen ding xing ,zai 150 mA g-1dian liu mi du xia fang dian rong liang da dao 240.3 mAh g-1,zai 600 mA g-1de dian liu mi du xia xun huan 1500juan de rong liang bao chi lv yao wei 100%。gai ti ji zhan xian chu you yue de dian hua xue xing neng gui yin yu dian jie ye zhong MnSO4de tian jia ,MnSO4tian jia yin qi le MnO2zai dian ji shang de chen ji ,er MnO2ke yi di gao zheng ji de rong liang ,cong er dian chi de dian hua xue xing neng de dao wan shan 。MOCP-Hhe MnO2zhi jian de xie tong xiao ying wei kai fa di cheng ben 、gao xing neng de AZIBsying lai xin de ji yu 。（2）tong guo yi guo shui re fa cheng gong zhi bei le qing yang hua yang meng /ju ben an （MnOOH/PANI）fu ge cai liao ,tong guo zai ma fu lu zhong duan shao 3 hde dao dan can za tan de β-MnO2（β-MnO2/NCm）fu ge cai liao 。shi yong SEMhe XRDde jian ce shou duan dui MnOOH/PANIhe β-MnO2/NCmfu ge cai liao de xing mao he jie gou jin hang biao zheng 。tong guo β-MnO2/NCmde neng liang se san Xshe xian guang pu （EDX）ce shi ,zheng ming tan he dan yuan su jun yun fen bu zai zheng ge β-MnO2cai liao zhong ,NCmzeng jia le β-MnO2fu ge cai liao de dao dian xing bing jian huan le dian chi rong liang de cui jian 。you yu dan he tan cai liao de can za ,zai 200 mA g-1dian liu mi du xia ,β-MnO2/NCm(331 mA h g-1)dian ji di gong le yi ge jiao chun β-MnO2(185 mA h g-1)dian ji gao de fang dian rong liang 。（3）tong guo yi guo fa cheng gong zhi bei le MnOOH/PANIfu ge cai liao ,tong guo zai ma fu lu zhong 500℃duan shao 3 hde dao dan can za tan ba yang hua wu meng （Mn5O8/NCm）fu ge cai liao 。shi yong SEMhe XRDde jian ce shou duan dui MnOOH/PANIhe Mn5O8/NCmfu ge cai liao de xing mao he jie gou jin hang biao zheng 。Mn5O8/NCmde EDXjie guo zheng ming dan can za tan ji ti jun yun fen bu zai zheng ge jie gou zhong 。ci wai ,Mn5O8/NCmdian ji ke di gong 266 mAh g-1de fang dian rong liang 。zhe chong ge cheng fang fa ke wei zhi bei MnOx/NCmfu ge cai liao pu ping dao lu 。（4）yi li zhi ke wei mo ban he tan yuan ,zhi bei chu MnO2/MCMsfu ge cai liao 。ben shi yan xian yan jiu le chun MCMsde jie gou he xing mao ,ran hou dui MCMsdian chi de dian hua xue xing neng jin hang le yan jiu 。tong guo SEMce shi de dao MCMszui you de huo hua bi li shi li zhi ke yu qing yang hua jia （KOH）wei 1:4（MCM4）shi ,tong guo bi biao mian ji ji kong xi du fen xi yi jian ce ke zhi bi biao mian ji wei 735.785 m2g-1。MCMszai 60 mA g-1de dian liu mi du xia xun huan 50zhou hou de ke ni bi rong liang wei 160.191mAh g-1,rong liang cui jian jiao kuai ,suo yi cai yong yu MnO2fu ge de fang fa lai jiang di rong liang cui jian he di gao xun huan wen ding xing 。tong guo she ji ge cheng lu xian ,cheng gong de ge cheng le MCM4/MnO2fu ge cai liao ,bing cai yong XRDhe TEMjin hang zheng ming 。MnO2/MCM4de EDXjie guo zheng ming tan he meng yuan su shi jun yun fen bu zai zheng ge MCM4zhi zhong de 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自齐鲁工业大学的吴珊，发表于刊物齐鲁工业大学2019-08-27论文，是一篇关于锌离子电池论文,复合材料论文,正极材料论文,能量存储论文,电性能论文,齐鲁工业大学2019-08-27论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自齐鲁工业大学2019-08-27论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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