錳基氧化物納米結構薄膜的制備及性能研究.pdf

1、錳基氧化物納米材料因其組成和性質的多樣性，在能源領域和環保領域均具有廣闊的應用前景。與納米粉體材料相比，基于導電基底的納米結構薄膜材料具有更大的比表面積，更多的活性位點和更快的電荷運輸能力，因而表現出更優異的性能。此外納米結構薄膜材料作為電極材料時還可大大簡化電極制備過程;作為催化劑時，容易進行分離回收重復使用，因而在實際應用方面具有更大的優勢。本文基于水解-刻蝕機制，通過合理的設計實驗方案，采用水熱法制備出了基于鎳基底的MnO納米片陣

2、列和基于銅基底的CuMnO2納米片陣列，并分別研究了它們在鋰離子電池和催化降解染料廢水中的應用，主要研究內容總結如下:
　　1、以金屬鎳為基底，以MnSO4作為錳源，通過水熱條件下錳離子的水解對金屬鎳基底的刻蝕和錳基化合物的沉淀，結合后期煅燒還原過程，制備出在鎳基底上生長的MnO納米片陣列結構。通過改變合成反應中使用的錳鹽，可以制備出不同形貌的錳前驅薄膜。將所得到的MnO納米片陣列結構薄膜作為鋰離子電池負極材料，測試其電化學儲鋰性

3、能。結果表明:MnO納米片陣列薄膜具有很好的循環性能和倍率性能。在0.2 C和5C下其放電比容量分別為756和414 mAh g-1，且在0.2 C下經過200次循環后放電比容量仍然有690 mAh g-1。以所制備的MnO納米片陣列結構薄膜直接作為負極與三元正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2成功構建負極受限的MnO/LNCMO鋰離子全電池，在0.2 C和10C倍率下放電比容量分別為560和180 mAh g-1，而且在0.

4、2 C下經過50次循環后放電比容量仍保持在516 mAh g-1。
　　2、以生長在銅箔上的CuO納米片陣列為模板，MnCl2溶液為錳源，同樣基于水解-刻蝕機制，在水熱條件下制備得到CuMnO2納米片陣列，并將其作為催化劑催化H2O2氧化降解亞甲基藍(MB)溶液，研究MB溶液初始濃度、H2O2用量對催化性能的影響，結果發現當MB濃度為20 mg/L，H2O2用量為0.8mL時，CuMnO2催化劑的催化性能最佳，而且根據實驗結果可知

5、染料濃度在35 mg/L之內時，該催化劑均能起到很好的降解效果（降解率大于90％），濃度高達50 mg/L時，仍能取得不錯的催化降解作用（降解率為75.8％）;將自制的CuO納米片陣列和CuMnO2納米片陣列兩種催化劑用來催化H2O2氧化降解MB溶液，其降解率分別為:96.24％、30.88％。說明CuMnO2納米片陣列催化劑對催化H2O2氧化降解MB染料效果優異。探究CuMnO2納米片陣列催化劑的穩定性和循環使用性能，結果顯示同一片C