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《無機(jī)化學(xué)合成論文.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、鈦酸鈉納米管作為負(fù)電極材料鈉離子電容器尹嬌，齊力，王宏宇電分析國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)春丿'、'/用化學(xué)研究所，屮國(guó)科學(xué)院，屮國(guó)長(zhǎng)春人民街5625號(hào)（郵編130022）屮國(guó)研究生科學(xué)院屮國(guó)北京（郵編100039）重要信息：摘要：目前止在考慮鉀?離了儲(chǔ)能技術(shù)是否應(yīng)用于電動(dòng)車行業(yè)臥至是電網(wǎng)儲(chǔ)能。然而，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)大呈能源的迫切需求與地球鋰資源的的短缺相矛歷。解決這一矛丹的第一選擇或許就是白關(guān)鈉的材料。奮此，我們建議使用以多孔碳和鈦酸鈉納米?;（Na-TNT,Na+摻雜化合物）為正負(fù)電極以含鈉離了的菲水物質(zhì)為電解質(zhì)的鈉離了電容器作為一個(gè)電能存儲(chǔ)系統(tǒng)。作為一個(gè)低電lk（0.1-2V）鈉摻雜納米材料，可以用一個(gè)
2、簡(jiǎn)單的熱液反應(yīng)合成,Na-TNT3與普通鈦酸鈉相比,Na-TNT具有優(yōu)秀的速度性能。這種性能正好適應(yīng)了電化學(xué)電容器的需要。餉離了電容器有理想的能量密度和功率密度（34Whkg-1,889WkgT）。此外，鈉離了電容器的長(zhǎng)期循環(huán)壽命（4000次）和庫侖效率也高（=98%之麻,第一.個(gè)周期更重要的是，鈉離了電容器的概念已經(jīng)提出。關(guān)鍵字：鈦酸鈉納米管，負(fù)極材料，鈉離子，電容器水熱處理P25（商業(yè)TiO2）可以合成出鈦酸鈉鈉米管。31-33對(duì)熱處理后的樣品進(jìn)行形貌結(jié)構(gòu)的詳細(xì)研究，并對(duì)鈉的電化學(xué)儲(chǔ)存性能進(jìn)行充分的研究。更重要的是，基于AC和Na-TNTs的混合電容器被首次提出來。鈉離了混介電容器的性能可
3、以與用鋰離了作電解質(zhì)的AC/鈦酸鋰或石墨/二氧化鈦混合電容器相媲美。5,342.實(shí)驗(yàn)部分2.1.Na-TNTs的合成。P25（商業(yè)TiO2粉末，包括25%金紅石和75%銳鈦礦，P25的粒徑約為30nm）.用10M的NaOH作溶液在150°C下在密閉的teflonlined釜中水熱處理P25四
4、-八個(gè)小時(shí)即可合成Na?TNTs°用去離了水洗滌離心產(chǎn)物肓到PH值準(zhǔn)確的達(dá)到8?然后在烘箱（60°C空氣屮）屮烘干48h,分別在300、400、500°C下對(duì)合成樣品熱處理5h,并分別貼±T1（300°C）,T2（400°C）,T3（500°C）,和T4（600°C）的標(biāo)簽。干麻在烤箱48h（60在空氣屮
5、）,as-synthesized樣品在不同溫度下進(jìn)行熱處理（300、400、500、300在空氣屮，分別）5h。此外，把樣品洗到不同的PH值的實(shí)驗(yàn)也U經(jīng)被研究（見支持信息）。關(guān)于Na2Ti3O7和Na2Ti6O13也已被研究（見支持信息）。2.2表征方法。樣品RigakuDmax2500衍射儀屮做出的X射線衍射（XRD）附帶在2至U90。的范圍,以4。/分鐘的速度掃描速度測(cè)出的石墨單色CuKa（A=0.15405nm）衍射。在200kV的加速電壓下用口立模型h-8100做岀透射電了顯微鏡（TEM）圖像。掃描電了顯微鏡（SEM）圖像是由飛利浦XL30JEOLJSM-6700F型顯微鏡做出的。所有
6、樣品的拉曼光譜是由帶CCD探測(cè)器和全息陷波濾波器的Renishaw2000模型共焦顯微拉曼光譜儀記錄的。拉曼激光源是風(fēng)冷式弒離子激光器輸出的514.5nm激光輻射。2.3.電極的制造。1?介紹電化學(xué)電容器（ECs）具有高能量密度、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)沱性能好的特點(diǎn)。因此，電化學(xué)電輕器是新一代最有前途的綠色能源存儲(chǔ)設(shè)備z-'-1*3。然而，與二代電池相比他們的能呈密度還是相當(dāng)小的。為了解決這個(gè)問題，提出了不對(duì)稱“混合電化學(xué)電容器（簡(jiǎn)稱混合電容器）的概念?；旌想娙萜鹘Y(jié)合電池式電極和電容式電極（?般為多孔碳）的特點(diǎn)，擁冇合適的能量密度和功率密度。尤其是混介電容器使用菲水電解質(zhì)的鋰離了?材料表現(xiàn)出優(yōu)異的能暈密度
7、。起初，混合電容器的丁?作電爪很高，例如在鋰離了電容器的工作電爪達(dá)4V（活性炭/鋰摻雜碳）。后?來,與多孔碳的雙層電容相比，摻雜鋰離了的電容式電極的電荷存儲(chǔ)數(shù)帚是很大的。然而，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)大量能源的迫切需求與地球鋰資源的的短缺的矛丿百限制了鋰離了電池的發(fā)展。因此,現(xiàn)在一個(gè)緊迫的任務(wù)就是探索可供選擇的采用資源卞富價(jià)格便宜的材料的混合電容器。最有吸引力的選擇是鈉，因?yàn)樵瓌t上它的資源是無限的，而且很容易更換。一些最新的研究已經(jīng)對(duì)探索鈉離了技術(shù)很感興趣。他們?nèi)硕喟丫性阝c離了電池止極材料上。盡管如此，最近更多的計(jì)算研究表明備種鈉離了電極的操作電壓在0.18-0.57V,低于鋰離了類似物的操作電爪。這
8、意味著如果用鈉離了相關(guān)材料做止極材料，在一左程度上會(huì)犧牲鈉離了電池的整體能最密度。以鈉離了較低的電位分布來看，鈉相關(guān)材料可能更適合做負(fù)電極。結(jié)合上述爭(zhēng)實(shí)，我們提出分別以多孔碳和含鈉化合物為止負(fù)電極以含鈉離了的非水物質(zhì)為電解質(zhì)來建造電能存儲(chǔ)系統(tǒng)。因?yàn)槎嗫滋茧姌O的電荷存儲(chǔ)原理僅僅指的繪陰離了的吸附而不是鈉離了的摻雜，所以多孔碳的應(yīng)用可以避免由鈉離了相關(guān)止極材料造成的尷尬。事實(shí)上，…些人己經(jīng)在努力探索鈉
