錳基電極材料的微納米化合成、表征與電化學性能研究.pdf

1、論文發展了水熱法在硼砂輔助下，不使用表活劑和模版一步合成了Mn3O4超細一維納米線:利用水鎂石晶體結構的生長習性，一步水熱法合成了Mn(OH)2六角片，結合CVD法在乙炔氣氛中，控制制備了一系列MnO@C核殼納米片;在乙二醇-水-水合肼組成的三元混合溶劑熱體系中，控制合成了一系列Mn(OH)2等級結構，結合高溫固相法，控制制備了一系列Mn2O3多孔等級結構;室溫水相一步合成Mn3O4八面體。本論文的主要內容歸納如下:
　　 1.

2、采用一步水熱法，不使用任何表活劑或模版，通過硼砂的輔助作用，在200℃反應15h，合成了直徑大約為15nm長度為微米級的Mn3O4一維超細納米線，通過時間對比實驗研究了納米線的生長過程，是由非晶納米線晶化和由短變長的Ostwald熟化過程，在5K時，Mn3O4納米線的矯頑力為5600 Oe。Mn3O4納米線作為前驅與鋰源混合通過高溫固相反應，在750℃反應6h，制備了LiMn2O4致密多面體，在0.1倍率充放60次，比容量達到115mA

3、hg-1保持率為98.3％。相關研究成果發表在CrystEngComm雜志上。
　　 2.采用水熱法，利用水鎂石礦結構的晶體生長習性，在180℃反應12h，一步合成了Mn(OH)2納米片，將Mn(OH)2納米片在乙炔氣氛圍下熱處理，得到了尺寸約為150nm的MnO@C核殼納米片，通過控制熱處理時間和反應溫度，碳層的厚度大約可控制在3.1到13.7 nm的范圍內。電化學性能測試結果顯示，在550℃反應10h合成的MnO@C納米片碳

4、層厚度約為8.1nm，在200 mAg-1電流密度下，放電比容量高達770 mA h g-1和展示出良好的穩定性能，且比容量高于碳層厚度約為3.1，4.0，4.2，10.9和13.7 nm的核殼納米片。相關研究部分成果發表在J.Mater.Chem.雜志上。
　　 3.采用乙二醇-水-水合肼組成的三元混合溶劑熱體系中，在180℃反應12h，通過改變乙二醇與水的體積比，我們得到了系列Mn(OH)2等級結構，例如:納米片組成的花狀結

5、構、納米片組成的片狀結構、部分納米片脫離的片狀結構和納米片。值得指出的是，這些納米片具有不同的厚度。通過在空氣中600℃熱處理12h前驅物Mn(OH)2，我們得到了Mn2O3多孔等級結構。電化學性能測試Mn2O3的系列樣品發現，由納米片堆積而成的多孔花狀具有高的比容量和循環穩定性。在300 mA g-J電流密度下，100次充放電后，比容量大約為521mAhg-1。較薄的厚度和表面的多孔結構是有利于其電化學性能改善和提高。