利用造纸红液合成金属硫化物/碳复合材料及其电化学性能的研究

发布时间：2024-03-24 03:50

　　本论文研究造纸红液中木质素的基本性质,通过提取造纸红液中的木质素并将其作为碳源和生物模板,合成碳负极材料,硫化亚铜/碳(Cu_xS/C)负极材料,硫化亚铁/铁/介孔硬碳片(FeSNs-Fe/HCMS)负极材料和硫化铁钠/碳(NaFeS₂/C)负极材料。研究了不同合成条件和方法对材料组成、结构和电化学性能的影响。具体研究内容如下:利用造纸红液作为碳源,通过用不同的酸对造纸红液进行处理然后进行水热,合成了碳负极材料,并探索了实验条件对碳负极材料结构和电化学性能的影响。研究结果表明,在合成碳负极材料时,有机酸(柠檬酸)和无机酸(硫酸)对材料的电化学性能影响较小;水热处理对材料的结构影响较大。用柠檬酸处理造纸红液并经过水热处理,在800℃下经原位碳热还原反应后,得到的碳负极材料具有最优的电化学性能。在0.5 A g^-1的电流密度下首次放电容量可达到297.13 mAh g^-1,150次循环后还保留着264.01 mAh g^-1放电比容量,其库伦效率接近100%。由于水热处理可以使碳负极材...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 负极材料的发展现状
        1.2.1 碳基负极材料
        1.2.2 硅基负极材料
        1.2.3 金属氧化物负极材料
        1.2.4 合金负极材料
        1.2.5 其他负极材料
    1.3 造纸红液的概述
    1.4 利用造纸红液合成负极材料的可行性
    1.5 本课题研究内容及目的意义
第二章 实验原料设备以及测试表征手段
    2.1 实验原料
    2.2 实验仪器设备
    2.3 实验的测试方法
        2.3.1 材料的组成结构表征
        2.3.2 材料的电化学性能测试
第三章 合成碳负极材料及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 碳负极材料的制备
    3.3 结果和讨论
        3.3.1 碳负极材料的合成机理研究
        3.3.2 碳负极材料的物相分析
        3.3.3 碳负极材料的结构分析
        3.3.4 碳负极材料的电化学性能研究
    3.4 本章小结
第四章 合成Cu_xS/C复合负极材料及其性能研究
    4.1 引言
    4.2 Cu_xS/C负极材料的制备
    4.3 结果和讨论
        4.3.1 Cu_xS/C负极材料的物相分析
        4.3.2 Cu_xS/C负极材料的结构分析
        4.3.3 Cu_xS/C负极材料的电化学性能分析
        4.3.4 Cu_xS/C负极材料的电极反应机理研究
    4.4 本章小结
第五章 合成FeSNs-Fe/HCMS复合负极材料及其性能研究
    5.1 引言
    5.2 FeSNs-Fe/HCMS负极材料的制备
    5.3 结果和讨论
        5.3.1 FeSNs-Fe/HCMS负极材料的合成机理研究
        5.3.2 FeSNs-Fe/HCMS负极材料的物相分析
        5.3.3 FeSNs-Fe/HCMS负极材料的结构分析
        5.3.4 FeSNs-Fe/HCMS负极材料的电化学性能研究
    5.4 本章小结
第六章 合成NaFeS2/C复合负极材料及其性能研究
    6.1 引言
    6.2 NaFeS2/C负极材料的制备
    6.3 结果和讨论
        6.3.1 NaFeS2/C负极材料的物相分析
        6.3.2 NaFeS2/C负极材料的电化学分析
        6.3.3 NaFeS2/C负极材料的电极反应机理研究
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
致谢
在学期间主要科研成果
    一、发表学术论文
    二、专利



本文编号：3936924