不同形貌和結構碳納米管的制備和電化學嵌鋰性質(zhì).pdf

1、第一部分 碳納米管的制備和表征碳納米管直徑在幾納米到幾十納米之間,而長度可達到微米數(shù)量級甚至更長,量子效應及界面效應均較顯著,因而具有獨特的物理、化學性質(zhì),在催化、復合材料、儲能材料和微電子器件等諸多領域具有重要的應用前景.在不同的應用領域,對碳納米管的形態(tài)和結構有著不同要求,制備不同形態(tài)和結構的碳納米管具有重要的實用價值.本文通過調(diào)整催化劑前驅(qū)體的制備方法、催化劑前驅(qū)體的種類、反應溫度、原料氣的種類和原料氣流速,制備了各種形態(tài)的碳納米

2、管.本文的研究結果表明,碳納米管的外徑和內(nèi)徑明顯地受催化劑的的大小和形狀所支配,而生長過程中維持催化反應的動力平衡,決定了生長的碳納米管的長度.第二部分 碳納米管的電化學嵌鋰性能鋰離子電池是近年發(fā)展起來的一種新型電池,它具有電壓高,能量密度大,自放電小,循環(huán)壽命長,無污染,無記憶效應等優(yōu)點,可以適應不同范圍多層次綠色能源的需要."魚骨狀"結構的碳納米管是由多層具有類石墨片狀結構的同心、等徑及中空圓錐形的面疊合而成,類石墨層面取向與管軸傾

3、斜.本文通過在較低溫度(500~700℃)下在Ni-MgO催化劑上催化裂解甲烷一氧化碳和乙炔制備了各種形態(tài)和結構的碳納米管.用甲烷制備在500℃、600℃、700℃制備的碳納米管可逆嵌鋰容量達到290 mAh/g、254 mAh/g、202 mAh/g,用一氧化碳制備在500℃、600℃、700℃制備的碳納米管可逆嵌鋰容量達到372 mAh/g、272 mAh/g、148 mAh/g,用乙炔制備在600℃、700℃制備的碳納米管可逆嵌鋰

4、容量達到430mAh/g、160 mAh/g.本文還在較低溫度(600~750℃)下用Co/SiO<,2>和泡沫鎳催化裂解乙炔制備了不同形態(tài)和結構的碳納米管和納米纖維.用Co/SiO<,2>催化劑制備在650℃、700℃、750℃制備的碳納米管可逆嵌鋰容量達到436mAh/g,303 mAh/g,205 mAh/g,用泡沫鎳催化劑制備在600℃、700℃制備的碳納米纖維可逆嵌鋰容量達到480 mAh/g,272 mAh/g.XRD和拉曼