二维纳米材料的合成、修饰及其在光催化与锂离子电池上的应用

来源 :中南民族大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huanxytt
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由于在纳米尺寸下所具有的独特性质,二维纳米材料受到了越来越多的关注,并被应用于各个方向,从电子材料到催化材料。本文通过溶剂热法成功合成出具有超薄纳米片结构的硫化锡和氧化钴。所得产物通过X-射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、高倍率透射电子显微镜(HRTEM)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、BET比表面分析(BET)和X-射线光电子能谱(XPS)等多种分析测试手段对其组成、结构、形貌进行了一定的研究。已完成的工作可分为以下三部分:  一、以谷胱甘肽为硫源,四氯化锡为锡源,通过溶剂热法成功合成出厚度大约为8 nm,以{001}面为主要暴露面的硫化锡超薄纳米片。通过研究不同反应时间的产物,对其形貌的行程做出了一定解释。光催化性能测试表明,该方法制备出的硫化锡纳米片在可见光条件下(λ≥420 nm)降解甲基橙(MO)及还原六价铬(Cr(VI))具有优异的光催化性能。  二、以谷胱甘肽为硫源,四氯化锡为锡源,通过溶剂热法快速合成出谷胱甘肽修饰的超薄硫化锡纳米片。该方法中,谷胱甘肽不仅作为硫源,结构导向剂,还起到一定的修饰作用。当将其作为光催化剂使用时,在可见光条件下(λ≥420 nm)表现出极好的光催化性能。50 mg该光催化剂在20分钟内可以完全降解50 mL浓度为10 mg L-1的MO溶液,60分钟内完全还原50 mL浓度为50 mg L-1的Cr(VI)溶液。  三、以苯甲醇为结构导向剂,通过溶剂热法成功制备出了负极材料前驱体,然后经过煅烧热分解技术得到最后的氧化钴纳米片。所合成的产物具有超薄的带孔纳米片结构。将其用作锂离子电池负极材料,相比已发表的相同材料文献,发现其有着更为优异的电化学性能,在200 mA g-1电流密度下,循环130次后比容量依旧保持在1450 mA h g-1左右,远远高出了其理论容量。更令我们感到惊讶的是,即使在高电流密度下,也表现出很好的循环效率。
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