SnO2纳米管和 SnC 复合纳米纤维的制备及其应用.pdfVIP

Classified Index:TM911 U.D.C:28 Thesis for the Degree of Master THE PREPARATION AND APPLICATION OF SnO NANOTUBES AND Sn/C COMPOSITE 2 NANOFIBERS Candidate ： Zhang Suqiang Supervisor ： Associate Prof. Liu Xiangli Academic Degree Applied for ： Master of Engineering Speciality ： Materials Physics and Chemistry Affiliation ： Shenzhen Graduate School Date of Defence ： June, 2011 Degree-Conferring-Institution ： Harbin Institute of Technology 摘 要 摘 要 在各种移动设备和新能源技术不断发展的今天，可充电式高容量锂离子电 池成为了社会发展的迫切需要，也一直是各国研究人员探索的重点领域之一。 锡基材料具有很高的充放电容量，但是由于锂离子的嵌入和脱出过程会引起锡 基材料的体积变化，限制了其在锂离子电池中的应用。将锡基材料制成纳米材 料可能会改善它的体积效应，并有望代替碳作为锂离子负极材料来提高电池性 能。 本文首先系统介绍了纳米材料的基本内涵、性质和制备手段等相关内容， 以及锂离子电池的基本原理；然后详细的阐述了SnO2 纳米管和Sn/C 复合纳米 纤维这两种一维纳米材料的制备；最后采用了 SEM、XRD 、EDX 、TEM 和恒 电流充放电等测试技术对材料的形貌、结构及其电化学性能进行了分析和探讨。 具体研究工作如下： （l ）以PVP 和锡盐（SnCl •2H O 和C H O Sn ）为主要原料，采用高压 2 2 16 30 4 静电纺丝方法为主要技术手段并结合煅烧技术，成功制备了 SnO2 纳米管。结 果表明，以PVP 和SnCl •2H O 作为主要原料所得产物为SnO 纳米管结构，随 2 2 2 着SnCl2 含量的增加，SnO2 纳米管管壁厚度逐渐增加。采用在空气中不能水解 的C H O Sn 替代 SnCl 作为前躯体，煅烧后所得的产物为 SnO 纳米纤维。 16 30 4 2 2 由此推测SnO 纳米管的成管原因可能是由于由于煅烧前纤维表面的SnCl 在空 2 2 气中缓慢水解，形成 Sn(OH)Cl 纳米粒子，这些表面的纳米粒子在随后的煅烧 过程中起到了模板作用，最终SnO2 纳米粒子聚集在纤维表面形成了管状结构。 （2 ）以PAN 和 C H O Sn 为主要原料，高压静电纺丝方法并使用H 高 16 30 4 2 温还原，成功制备了 Sn/C 复合纳米纤维。随着锡盐比例增大，纤维中的Sn