沥青基碳纳米片的熔盐法制备及钾离子存储特性研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lostlovestef
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着锂离子电池的大规模商业化应用,市场对于锂资源的需求也在飞速上涨。然而,地壳中锂资源的稀缺导致了其很难应用于大规模储能系统中。因此,亟需一种资源丰富、电化学性能优异的新电池体系。钾元素由于具有储量大、成本低、与锂性质类似等优点,引起了人们的广泛关注。但石墨材料较小的层间距使其作为钾离子电池负极材料面临容量低、循环性能差的问题。鉴于此,本论文的研究工作致力于设计和开发层间距较大且适合钾离子存储的软碳负极材料。本论文以煤沥青为碳源,通过熔盐法制备出具有不同孔径结构的沥青基碳纳米片,研究了不同熔盐体系对于碳纳米片的结构和形貌的影响,并探究了这些材料的钾离子存储机制。随后,在优化的熔盐体系中,采用一步热解的方式制备出不同种类的杂原子掺杂碳纳米片,研究了杂原子掺杂对碳材料的电化学性能以及钾离子存储机制的影响。具体的研究结果与结论如下:(1)以煤沥青为碳源,以不同种类熔融盐介质,通过高温一步热解的方式成功制备碳纳米片,系统研究了不同熔盐种类和碳化温度对于碳纳米片的结构和形貌的影响,并对其钾离子存储性能进行研究。研究表明:熔盐的种类对碳纳米片的形貌和结构有重要的影响作用,在氯化钾和氯化钠的熔盐体系中可以有效形成片层状的碳纳米片,750℃碳化的碳纳米片具有优异的循环稳定性,在100 m A g-1的电流密度下,经过100个循环后可逆比容量保持为93.8 m Ah g-1。(2)以煤沥青为碳源,以氯化钾和氯化钠为硬模板和传热介质,通过高温一步热解和原位KOH活化的方式,研究了不同活化条件对于多孔碳纳米片的结构和形貌的影响。研究表明:前驱体中KOH的含量对于碳纳米片的孔径结构有重要影响,随着KOH用量的增加,碳纳米片中介孔、大孔所占比例也逐渐升高。电化学测试表明,按照碳碱质量比为1:4,活化温度750℃条件下制备的碳纳米片具有最好的电化学性能,在电流密度为100 m A g-1下循环200次后,可逆比容量保持为220.3 m Ah g-1。(3)以煤沥青、尿素、硫粉分别作为碳源、氮源、硫源,在氯化钾和氯化钠的熔盐体系中,通过一锅混的方式分别制备出氮掺杂、硫掺杂、氮硫共掺杂的软碳纳米片材料。研究发现,氮硫共掺杂可有效提升软碳材料的层间距,改善钾离子在碳材料内部的存储性能。因此,氮硫共掺杂碳纳米片具有高的钾离子存储容量和稳定的循环性能,在100 m A g-1的电流密度下循环200次后,可逆容量稳定保持在300 mAh g-1。
其他文献
背景:现代规模化饲养过程中,为提高生产性能,动物常常摄入超过其需要的能量。一方面,适宜的能量水平对动物的生长和发育至关重要;另一方面,长期过多的能量摄入以及运动量的不足,造成肝脏负担,引起脂肪肝,对动物生产性能,尤其是母畜和家禽的繁殖性能造成负面影响。脂肪肝作为一种营养代谢性疾病,已成为威胁人类健康的主要肝脏疾病,但在目前动物养殖中没有得到足够重视。高脂日粮诱导的非酒精性脂肪肝(nonalcoho
目的:本次研究针对青少年假性近视,通过使用普通针刺法以及透刺法对患有假性近视的青少年进行治疗,观察青少年视力的改善情况,对假性近视常见临床治疗法(透刺法)展开效果评价,从而为假性近视的有效治疗提供参考。方法:本研究里,纳入的研究对象均为青少年,共60例,且均为假性近视患者,将所有研究对象随机划分为两组,治疗组采用透刺法进行治疗,对照组则采用常规刺法进行治疗。治疗的时间为每周2次,共两个月,共治疗1
文化艺术出版社2021年6月出版本书系国家社会科学基金艺术学后期资助项目成果,也是国内乃至世界范围内首部探讨艺术学科历史的著作。从当代中国艺术学的理论关切出发,本书以一种全景描述方式呈现西方艺术理论学科化道路。书中紧扣各个时代针对艺术的问题意识及其基本知识语境,清理了核心理论线索,
期刊
CO2的过量排放对地球生态系统和人类社会都产生强烈的负面影响,地级市是减排政策制定与实施的基本单元,其中的城市地区也是地区碳排放的主要来源地。如何有效控制城市碳排放是区域实现碳减排目标的关键。长江经济带横跨我国东中西三大区域,内部各地市的自然环境、社会与经济水平差异巨大,研究本区域的碳排放现状与影响因子特征,对长江经济带实现可持续发展和其他地区借鉴研究成果都具有重要意义。本文以碳排放等相关概念与可
2021年3月,《你好,李焕英》票房突破52亿元,进入全球电影票房前一百。影片直面母女生存境遇,呈现了女性通过"穿越"来对抗现实,从母爱的消极体验转化为创造爱的积极体验的过程。形式上虽然运用了不少小品桥段,但叙事和结构方式并不是简单的小品集锦。本文将从电影中的"二次"创造反抗现实、审视"成功"与"失败"、情怀叙事等方面分析这部电影,尝试为其他电影提供借鉴。
木薯(Manihot esculenta Crantz),世界七大粮食作物之一,起源于非洲和南美洲的热带气候区,已成为全球8亿人的主粮。作为木薯属100多个种类中最具经济栽培价值的物种,木薯具有优良的生物学特性:光合效率高、耐贫瘠、块根淀粉含量高、叶片蛋白质含量高等。但是,其不耐低温的特性严重阻碍了我国木薯的推广种植,是影响我国木薯北移计划的最主要原因。因此,探究木薯低温胁迫的生理和分子响应机制,
针对现高模量沥青混合料(High modulus asphalt concrete,HMAC)制备存在的拌和温度高、烟气大、制备流程复杂等问题,选择活化胶粉、PE粉、SBS粉、温拌剂和抗老化剂为原料,研发一种直投式高模量温拌改性剂,采用复合改性炼塑技术,优化改性剂的炼塑工艺;并对比其改性沥青及高模量混合料性能,对自研改性剂的适应性进行评价。结果表明:自研的直投式高模量温拌改性剂能有效提高沥青的高温
随着我国工业现代化的飞速发展,石油等化石能源的消耗与日俱增,为了更安全、更高效的进行石油运输,管道运输方式已经成为当前的最优选择。由于石油的工业属性非常特殊,所以对其运输设备及系统的安全保障性以及运行稳定性要求非常严格。在石油运输的过程中,若其输送管道发生破裂而引起泄漏故障,此时将导致大量的人员伤亡与经济损失。由上述分析可知,对石油输送管道实施必要的泄漏故障诊断具有非常重要的意义。因此,本文针对目
随着人们对于生活品质要求的不断提高,旅居产业开始兴起;城市热岛效应导致在夏秋季节城市区域格外炎热,高山区成了人们旅游首选之地。湖南是山地偏多的省份,高山区域的经济发展一直是个难题,夏秋季发展高山旅居产业为湖南高山区域经济发展提供了新的思路。高山农村是高山区域主要的人类聚居地,农作物生产区以及文化发展区,具备发展旅居产业的基本要求。但从目前的发展来看,湖南的夏秋季高山旅居产业发展比较落后,旅居产业环
目的:苦杏仁是一种常用的中药材,而苦杏仁中起到治疗效果的主要成分为苦杏仁苷,苦杏仁苷具有多种生物功能,具有很好的止咳平喘功效,同时还具有抗炎、抗肿瘤及免疫调节等生物学功能。目前,苦杏仁(氰苷)对AA肉鸡生长性能和肉品质影响等方面的研究较少。本试验通过研究肉鸡日粮中添加不同剂量苦杏仁粉,研究苦杏仁粉中的氰苷对AA肉鸡生长性能、肌肉品质、抗氧化指标及血清生化指标的影响,以探讨苦杏仁作为饲料添加剂在肉鸡