【摘 要】
：
细菌纤维素（BC）是木醋杆菌的分泌产物,碳化后为具有独特网络结构、丰富-OH官能团以及良好化学稳定性的碳纳米纤维（CNFs）。CNFs可被用作锂硫电池（LSBs）的硫正极材料。但是,CNFs对LSBs工作时产生的多硫化锂（Li PSs）仅具有物理限制作用。为了弥补这一缺陷,本文将BC与两种不同结构的钴基硫化物复合作为硫宿主材料,以提高对Li PSs的化学吸附能力,并通过杂原子N的引入增加化学吸附位
论文部分内容阅读
细菌纤维素（BC）是木醋杆菌的分泌产物,碳化后为具有独特网络结构、丰富-OH官能团以及良好化学稳定性的碳纳米纤维（CNFs）。CNFs可被用作锂硫电池（LSBs）的硫正极材料。但是,CNFs对LSBs工作时产生的多硫化锂（Li PSs）仅具有物理限制作用。为了弥补这一缺陷,本文将BC与两种不同结构的钴基硫化物复合作为硫宿主材料,以提高对Li PSs的化学吸附能力,并通过杂原子N的引入增加化学吸附位点,改善正极材料的容量稳定性。通过采用水热合成和高温碳化法将中空CoS2纳米球锚定在3D网络结构N-CNFs上。然后通过熔融载硫处理获得高硫负载量的CoS2/N-CNFs@S正极材料。该材料在0.2 C循环时的库伦效率接近100%,并且在0.5 C的电流密度下循环300圈后,仍能维持359.6 m Ah g-1的高比容量,容量保持率为72.8%。良好和的电化学性能证明多孔结构的构建有利于实现硫的高量负载和缓冲体积变化带来的影响。同时CoS2/N-CNFs@S通过物理化学协同吸附Li PSs,极大地抑制了循环过程中的穿梭效应。通过合理调控碳化温度,制备出由Co9S8纳米片堆砌而成的中空纳米球负载到CNFs上。然后经过熔融载硫,得到Co9S8/CNFs@S正极材料。探究不同含量Co9S8对材料形貌、物相和电化学性能之间造成的影响。Co9S8/CNFs@S-5表现出了最佳的循环性能,其初始放电容量为770.4 m Ah g-1。对其进行N掺杂处理,制备Co9S8/N-CNFs@S-5正极。改性后的电极材料在0.2 C下平均每圈的容量衰减率低至0.26%,并且,在2 C的倍率测试中可维持578.3 m Ah g-1的高可逆容量。
其他文献
硫化锌因具有理论比容量(572 mAh g-1)高,反应可逆性好及易于制备等优点,在钠离子电池领域受到广泛关注。然而,由于充放电过程中体积变化大,导电性差,限制了其储钠性能。目前将结构设计与材料复合相结合被认为是解决这些问题的一种潜在策略。本文通过一步水热法在中空硫化锌纳米棒表面合成二硫化钼/氮掺杂碳（MoS2-NC）纳米片,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等多项表征分析其生长机
超级电容器由于充放电速率快、工作温度范围宽、使用寿命长等优点,已被成功应用于航空航天、电子产品、混合动力汽车、智能电网等领域。作为超级电容器最重要的组成部分,电极材料在提高器件性能上起着关键作用。常见的电极材料主要有碳材料、导电聚合物、过渡金属化合物及复合材料,其中镍钴基金属化合物具有高的理论比容量和高的电化学活性,然而作为超级电容器电极使用时,仍存在比表面积小、导电性差等问题,其实际容量较低。因
石墨烯（Gr）作为新型二维层状碳材料是金属基复合材料的理想增强相,但其在铜基复合材料中的增强效率远低于理论值,原因是石墨烯与铜基体的界面润湿性差。界面改性是提高石墨烯强化效果的有效途径。本论文采用第一性原理计算研究了Ce、Sc、La、Y及Y2O3改性Gr（001）/Cu（111）界面的原子和电子结构及界面结合性质,并研究了Y及其氧化物（Y2O3）掺杂石墨烯/铜（Gr/Cu）体系的力学性能及断裂机制
光催化杀菌由于具有短时高效、杀菌彻底、毒副作用小等优势,具有极其广阔的应用前景,是目前抗菌领域的研究热点之一。近几年,已经有多种半导体光催化材料被用于抗菌领域。在众多的光催化材料中,二氧化钛（TiO2）由于具有原料来源广泛、制备工艺成熟、光催化效果好、无毒无污染等优点,是目前应用最广泛的光催化剂。但是,单纯的TiO2禁带宽度较大,只能在紫外光的激发下发挥光催化性能。一方面,长时间的紫外光照会对人体
锌-空气电池因理论能量密度高(1084 Wh kg-1),安全可靠,成本低等优点成为最有前景的锂离子电池替代品之一,但较低的功率密度极大地限制了其商业化应用。锌-空电池的功率密度主要受限于电池放电时空气电极阴极氧还原反应（ORR）,因此,开发高效的ORR电催化剂十分重要。我们通过模板刻蚀和高温热解法合成了具有分级多孔结构的S掺杂铁-氮-碳（Fe-N-C）催化剂,作为高功率密度锌-空气电池的ORR催
超疏水涂层对水的不润湿性使其在自清洁、抑冰、防腐等领域有着巨大的应用前景。尽管超疏水涂层的研究发展很迅速,但是其距离大规模的工业化应用还有很大的差距,一方面是其与基体之间的结合强度限制,另一方面是其防腐性能的长效性。因此,合成一种具有优良粘结性能和防腐性能的超疏水涂层显得尤为重要。本文开发出了一种具备超疏水能力的涂层制备工艺,研究了所制备涂层对304不锈钢和Q235钢的腐蚀行为,分析了不同环氧树脂
迄今为止,金属Cu是唯一可以直接将CO2电催化产生多种碳氢化合物的金属催化剂。然而,纯铜的CO2电化学还原选择性较差,大大限制了其应用。因此,需要对铜基催化剂表面进行工程设计以调控其电子结构,从而提升目标还原产物的选择性。研究表明,催化剂表面较高价态的Cuδ+往往有利于高能量密度的碳氢化合物的形成。然而,在CO2还原条件下,材料表面Cuδ+位点很容易被还原,使其CO2电还原性能发生衰减,所以维持表
Allvac 718Plus合金是在Inconel 718合金基础上研发的一种新型γ′相强化型镍基变形高温合金,具有出色的高温力学性能和成形性,可弥补Inconel 718和Waspaloy合金服役温度之间的空白,目前已开始应用于航空发动机部件的制造。航空发动机涡轮盘高温运行时承受交变载荷应力的作用,极易引发疲劳变形损伤,因此研究合金的高温疲劳变形行为具有重要的现实意义。本文通过选取Allvac7
为改善硅基气凝胶制备难度大、力学性能差与高温稳定性差等问题,本文基于有机/无机复合的结构设计思路,制备了两种有机/无机复合硅基气凝胶,包括聚硅氧烷/二氧化硅复合硅基气凝胶、聚硅氧烷/莫来石纤维复合硅基气凝胶。分别研究了两种复合气凝胶制备的反应机理,讨论了有机/无机组分比例等对复合气凝胶结构与性能的影响。所制备的有机/无机复合气凝胶具有较高的比表面积、较低的导热系数和较高的力学性能,同时具有一定的高
管线钢具有较高强度和良好的断裂韧性,广泛应用于远距离输送石油和天然气。然而,海洋环境的复杂性一直是影响油气开采过程的重要因素。受温度、压力等多种因素的影响,管线钢会发生腐蚀,造成巨大的安全隐患。因此研究管线钢在海水中受温度、压力以及应力影响的腐蚀行为、阴极极化以及氢渗透行为迫在眉睫。本文通过动电位极化曲线、电化学阻抗谱测试、氢渗透实验,借助扫描电子显微镜和X射线衍射仪,研究了温度和应力对X70钢在