介孔碳-金屬氧化物納米復合材料的制備及電化學性能研究.pdf

1、進入21世紀以來，材料科學的發展逐漸走向納米化以及復合化。介孔碳材料是一種新興的高性能材料，具有高比表面積和獨特的孔結構，孔隙率高，孔徑介于2-50nm之間，自其出現以來，受到了科學界的極大關注。經過十幾年的研究發展，介孔碳材料的制備和表征等逐漸成熟，在催化、吸附、傳感器、電化學等諸多領域應用日漸廣泛。金屬氧化物如二氧化鈦、二氧化錳等，性能優異，應用廣泛，納米級的金屬氧化物更是在諸多領域都有巨大的應用潛力。如果能夠實現介孔碳材料和納米金

2、屬氧化物的復合，將結合二者的優勢，制備出性能更為優異的納米復合材料，進一步拓展應用領域。
　　本論文嘗試將介孔碳、納米金屬氧化物和電化學儲能裝置等研究領域相結合，制備介孔碳/二氧化鈦、介孔碳/二氧化錳納米復合材料，并探求其在電化學領域的應用。具體研究工作和結論如下：
　　1.介孔碳/二氧化鈦納米復合材料的制備及其作為鋰離子電池負極材料的應用
　　采用多巴胺在鈦納米管上直接進行原位聚合，之后高溫碳化的方法，制備了介孔碳/

3、二氧化鈦納米復合材料，并用氫氟酸對材料進行進一步處理以控制體系中的鈦含量。將所制得的材料制成鋰離子電池的負極，對電池的實際性能進行測試和研究。結果表明復合材料作為鋰離子電池的負極有一定的應用價值，電池容量達到商用石墨電極水平，同時具有優異的充放電效率和循環穩定性。
　　2.介孔碳/二氧化錳納米復合材料的制備及其作為超級電容器電極材料的應用
　　采用多巴胺在碳納米管表面直接原位聚合，高溫碳化的方法，制備了介孔碳材料，利用碳與高