SnO2@C锂离子电池负极材料的制备及其性能研究

采用实心六面体Zn SnO3为前驱体,以酚醛树脂为碳源,经酚醛树脂包覆Zn SnO3纳米立方体,然后碳化并经Na2EDTA处理后获得空心六面体SnO2@C复合材料。采用XRD、SEM、TEM、Raman等表征手段研究SnO2@C样品的化学组成、结构与形貌,并通过电池测试系统对样品进行电化学性能测试。结果表明,该材料具有空心结构,表面均匀地包覆了一层碳,这种在材料表面包覆的碳不仅增加了复合材料的整体导电性,同时又作为保护物质缓解了Sn粒子在充放电过程中的团聚及体积膨胀。因此,以其制备的负极表现出优异的电化学性能。

新颖三维超结构功能材料:SnO_2@Carbon核-壳纳米链的合成与储能应用

首次以锡酸钠和葡萄糖为原料利用水热法成功合成了由碳包覆二氧化锡(SnO2@C)纳米链形成的多环三维(3-D)超结构材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线粉末衍射仪(XRD)和拉曼测试仪(Raman)对样品进行了表征。将8nm厚的碳包覆二氧化锡纳米链(SCNCs)试样用于锂离子电池负极材料上,电流为300mA.g-1时其可逆放电容量大于760mAh.g-1,100次充放电后还能保持85%的容量。通过原位合成在SCNCs表面负载Pt、Ru纳米粒子,用于甲醇的氧化,具有优越的电化学催化活性。

Pt-SnO_2/C电催化剂异型直接乙醇燃料电池的性能

以掺杂石墨粉的中间相碳微球(MCMB/G)烧结管为阴极支撑体,采用浸涂工艺分别制备了扩散层和催化层,通过在其外表面包裹Nafion 117膜制得管状异型阴极并组装成异型直接乙醇燃料电池,采用水热乙二醇制备了适用于直接乙醇燃料电池的阳极电催化剂,并通过XRD,TEM和EDS等技术对其进行了表征.采用线性循环伏安曲线、交流阻抗等测试手段,对Pt-SnO2/C电催化剂异型直接乙醇燃料电池进行了性能测试,并考察了温度、氧气流量等对电池极化性能的影响.结果表明:异型电池阻抗大于传统的平板电池,但其活化后电池阻抗明显下降;较高的氧气流量和较高的工作温度有利于提高电池性能;60℃条件下,Pt-SnO2/C电催化剂异型直接乙醇燃料电池功率密度达到8.5 mW.cm-2.

氨氮在SnO_2-C/Ti电极上的氧化

采用溶胶-凝胶法制备SnO2胶体,以Vulcan XC-72炭黑为载体,合成了SnO2-C(SnO2质量分数20%)电催化剂,利用X射线粉末衍射和扫描电子显微镜对其进行了物相和表面形貌分析。结果表明,Vulcan XC-72所负载的SnO2为金红石相,粒径约100nm。循环伏安法(CV)和阻抗测试(EIS)显示,在氨氮氧化过程中,Vulcan XC-72炭黑作为电催化剂载体,可以提高电催化剂的活性,氨的氧化峰电流从8×10-3mA上升至1.5×10-2mA;Sb的掺杂有利于提高催化剂活性;电极表面存在膜电阻,膜的组成随施加电位的变化而变化。研究表明,强碱条件下更有利于氨氮的降解。

SnO_2/C复合材料的制备及NO_x气敏研究

为制备在室温条件下对NOx的检测具有低检测线、响应迅速、灵敏度高的材料,通过高压静电纺丝法制备了多孔SnO2/C复合材料,采用TEM、SEM、XRD等手段研究了复合材料形貌及结构.研究表明:SnO2/C复合材料表面存在丰富的微孔、介孔和大孔,且以10 nm左右的介孔居多.室温下(16～18℃)对SnO2/C复合材料NOx气敏性的检测研究发现,SnO2/C复合材料对NOx有很好的气敏响应,最低检测体积分数可达0.97×10-7.放置48 h后再重复进行相同浓度的气敏性检测时,复合材料的气敏响应重复性较好.复合材料的气敏机理研究表明,空气中的氧气吸附于多孔SnO2/C复合材料表面,形成的氧负离子有助于提高NOx气敏性能.

低温引入碳对锂离子电池材料SnO_2阳极行为的影响(英文)

以SnO2和葡萄糖为原料,采用一种简单的低温水热法制备了SnO2/C复合材料。采用SEM,TEM,XRD,TG和电化学测试系统对SnO2/C复合材料进行研究,研究结果表明:样品由亚微米大小球形颗粒组成,碳含量大约1.5wt%。作为锂离子电池负极材料,SnO2/C复合材料展现了高达52.7%的起始库仑效率和753.4 mAh/g的可逆容量,而没有碳复合的SnO2材料仅显示了39.8%的起始库仑效率和548 mAh/g的可逆容量。SnO2/C复合材料也展现了良好的循环性能和稳定的高倍率性能。这表明水热法低温引入碳是SnO2/C复合材料具有良好电化学性能的重要影响因素。

C/SnO_2纳米管芯复合结构的原位生长及生长机理

采用化学气相沉积(CVD)方法在经表面活性剂处理过的Si(100)衬底上原位合成了C/SnO2纳米复合结构。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)等分析仪器分别对所制备样品的形貌、成分及微结构进行表征。研究发现:制备产物为非晶态碳纳米管复合物。该碳纳米管复合物呈现出管芯复合结构,成分为碳纳米管包覆的结晶良好的SnO2纳米线,且其生长方向沿(200)晶面。并在此基础上分析讨论了其生长机理,推测这种C/SnO2纳米管芯复合结构的生长是同步进行的,同时表面活性剂的碳化对形成碳纳米管有着重要作用。

耐负荷的Ag-Cu-C-SnO_2触头材料的制备

将一定比例的Cu、石墨、SnO2粉末混合装入7根纯铜管内,封口后再以密排方式装入一银管中。采用多次挤压-拉拔连续纤维复合工艺制备出了Ag-Cu-C-SnO2复合触头材料。用金相显微镜观察了材料组织结构,测试了材料的机械性能、电性能等,并进行了寿命试验。结果表明,多次挤压-拉拔工艺可以制备连续纤维化的Ag-Cu-C-SnO2复合材料,其接触电阻稳定,有较好的抗熔焊性和抗电弧烧损性。材料经直流28V,40A电负荷下,工作寿命之在3000次以上,可在大、中负荷下的多种继电器、接触器上得到应用。

Pt-SnO_2/C催化剂制备及对乙醇电催化性能测试

使用溶胶凝胶法制备了具有电催化活性的Pt-SnO2／C催化剂，并采用XRD、场透射电子显微镜及电化学测试手段对其进行表征。XRD及场发射透射电子显微镜的结果显示所制得的催化剂平均粒径约为4～20nm。采用循环伏安，交流阻抗的测试手段测试了其在乙醇体系中的电催化活性。该催化剂在乙醇电氧化过程中具有很好的稳定性和较高的电催化活性，其电催化活性高于Pt／C。

纳米SnO_2/C微球材料的制备及电化学性能表征

采用化学沉淀法,并通过进一步的水热反应,制备得到纳米二氧化锡颗粒,通过TEM分析知纳米二氧化锡颗粒的粒径约为5 nm;通过2,4-二羟基苯甲酸和甲醛之间的缩合反应,在体系中加入纳米二氧化锡颗粒,再通过水洗和热处理等步骤制备了纳米SnO_2/C碳包覆微球,控制加入二氧化锡纳米颗粒的质量制备了不同样品来探究其对材料形貌及性能的影响。研究表明,当添加纳米二氧化锡含量为40%时,纳米SnO_2/C复合材料的电化学性能最佳。在电流密度为100 m A/g充放电时,首次可逆比容量为825.2 m Ah/g,第100次循环的可逆比容量为593.2 m Ah/g,容量保持率达71.9%。

回流辅助水热法制备锂离子电池SnO_2/C负极材料

以氯化亚锡（SnCl2＆#183;2H2O）及聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpyrrolidone,PVP）为原料,通过回流辅助水热法制备了SnO2/C复合材料并将其用作锂离子电池负极材料.采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）分析材料的结构和形貌；用恒流充放电、交流阻抗（EIS）和循环伏安（CV）对复合材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能进行表征.所制备的复合材料中,纳米SnO2晶粒（5～10 nm）均匀分散在由PVP热解形成的无定形碳中.电化学性能测试表明,该复合材料100次循环后,可逆容量为591.7mA＆#183;h/g,呈现较好的循环性能.优异的电化学性能主要归因于纳米SnO2颗粒在无定形碳基体中均匀分散及无定形碳对锡颗粒体积变化的有效缓冲.

锂离子电池负极纳米SnO_2/C复合材料的制备与性能

采用一种简单低成本的方法,以蔗糖作为碳源,在氮气气氛下以不同温度焙烧合成纳米SnO2/C复合材料.并对所得样品进行XRD,TEM表征及电化学性能测试.XRD结果表明复合材料中碳是无定形的.透射电镜(TEM)结果显示SnO2平均粒径为10 nm左右,并被碳均匀包裹.纳米SnO2/C复合材料作为锂离子电池负极材料呈现高的库伦效率和较好的循环稳定性.

SnO2-C复合负极材料的维度设计用于锂、钠离子电池

新能源汽车的高速发展,对电池材料的能量密度提出了更高的要求。SnO2-C复合材料因比容量高、倍率性能好、资源丰富、价格低廉等优点而被视为下一代锂、钠离子电池最有潜力的负极材料之一。基于SnO2-C复合材料的尺寸变化和尺寸复合方式,本文对SnO2-C复合材料进行了分类,并且详细综述了SnO2-C复合材料的最新代表性进展,重点涉及尺寸设计公式以及由此产生的协同效应和提高性能的潜力。最后,讨论了该领域未来的发展方向和前景,鉴于协同效应的优良体现,以后该研究将偏于多重复合方向,同时会探索出简单、环保、廉价的合成工艺,不断向商品化的方向靠近。其概念和策略对实际锂离子、钠离子电池金属氧化物-C复合材料的合理设计和可扩展构造提供了一些依据。

Pt-SnO_2/C催化剂对甲醇的电催化氧化

采用浸渍法合成了Pt/C及Pt-SnO2/C催化剂。SEM结果表明:催化剂存在团聚现象,颗粒较大。循环伏安法(CV)研究表明:与Pt/C相比,Pt-SnO2/C不但降低了甲醇氧化的起峰电位(约0.2 V),并提高了电催化活性。SnO2有利于形成OH-吸附,加速了甲醇氧化中间体CO的脱附。

网格结构SnO_2纤维的制备及其储锂性能

采用静电纺丝技术由不同浓度纺丝液制备了SnO_2-PVP纤维,并分别在氩气和空气中煅烧后获得SnO_2纤维和SnO_2-C纤维。物化性能表征表明所合成的SnO_2纤维及SnO_2-C纤维具有特殊的网格结构,存在较多空隙能有效缓冲SnO_2充放电过程中剧烈的体积变化,因而样品具有比SnO_2纳米颗粒更好的储锂性能。SnO_2-C纤维中含有较多的C具有较好的倍率性能,但放电容量较低。SnO_2纤维具有较高的放电容量,同时具有较好的循环稳定性。在电流密度为0.4、0.8、1.6、2.4和4 A·g-1,10次循环后放电容量分别达到1 372、832、685、642和599 mAh·g^(-1),且当电流密度回落至0.4 A·g-1时放电容量可恢复到1 113 mAh·g-1;另外在电流密度1.6 A·g-1下充放电200次后纤维的放电容量仍可达到613 mAh·g^(-1)、库伦效率接近100%,表现出极好的倍率性能和循环稳定性。

三维网络状SnO2/C纳米链的制备与表征

提供了一种工艺简单,原料易得,过程消耗低的制备三维网络状SnO2/C纳米链的新方法。首先利用丁烷燃烧得到三维网络状结构的碳纳米材料,然后通过常压化学气相沉积法在碳表面沉积SnO2得到了三维网络状的SnO2/C复合纳米材料。进一步利用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS),傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)以及X射线衍射仪(XRD)对制备的SnO2/C复合纳米材料的形貌、成分及晶体结构进行表征。结果显示,制备的三维网络状SnO2/C复合纳米材料为表面包裹金红石型SnO2纳米颗粒的碳链(SnO2/C纳米链)相互交错而成。与此同时,对三维网络状SnO2/C纳米链可能的生长机理进行了初步的探讨。

氧化锡/石墨锂离子电池负极材料的研究

通过溶胶凝胶法引入石墨材料合成SnO2/石墨复合材料,X射线衍射光谱法(XRD)和扫描电子显微镜法(SEM)研究表明,两种材料的形貌和结构均保持了自身的特点。电性能研究显示石墨材料对改善SnO2的循环性能效果明显。含碳量为80%的复合材料,首次可逆比容量为397.2 mAh/g,库仑效率为80.9%,50次循环之后容量保持率为71.5%。

Pt基直接乙醇燃料电池阳极催化剂的性能研究

采用水热法制备了高分散碳载Pt/C和Pt-SnO2/C电催化剂。采用XRD、SEM、TEM和激光粒度仪等方法对制得的纳米催化剂进行了表面微观结构分析。采用电化学工作站测试循环伏安曲线(CV)等表征Pt/C和Pt-SnO2/C纳米催化剂电催化活性。测试结果表明,Pt-SnO2/C纳米催化剂的峰电流密度(131.05 m A·cm-2)是Pt/C催化剂的峰电流密度(65.48 m A·cm-2)的2倍;Pt-SnO2/C催化的电化学表面积(108.4 m2·g-1)远高于Pt/C催化剂的电化学表面积(99.14 m2·g-1);Pt-SnO2/C纳米粒子比Pt/C纳米粒子具有更强的抗CO中毒能力和更高的电催化活性。

直接乙醇燃料电池阳极催化剂Pt-SnO2/C的制备及性能表征

采用水热反应法来制备不同浓度及不同反应时间的碳球，以葡萄糖为反应原料，在未添加任何模板剂的条件下，制备了尺寸可控的中空碳球为催化剂载体，加入自制的SnO2为助剂，运用微波辅助乙二醇还原氯铂酸法合成催化剂。利用扫描电镜（SEM）对所制备的碳球载体进行了表征，利用电化学工作站对所制备的催化剂进行了电化学性能测试。结果表明，碳球随葡萄糖溶液浓度的增长，碳球的粒径随之增大，其中0．5mol·L^-1，4h的碳球分散性最好，且粒径尺寸较小约为0．62μm；同时碳球随反应时间的增加，粒径增大，但反应时间过长会出现焦结粘着现象，从而降低催化剂的催化氧化性能；加入助剂SnO2合成的催化剂可显著提高乙醇的催化氧化的活性，稳定性和抗中毒能力。

多孔SnO_2/炭微球的制备及其电化学性能研究(英文)

以SnCl4 ·5H2O和可溶性淀粉为原料,采用简便的水热法制备了SnO2/炭微球,通过ZnCl2活化获得多孔SnO2/炭微球.所制备的SnO2/炭微球和多孔 SnO2/炭微球均保持良好的球形,粒径集中在1～ 5μm,SnO2纳米颗粒均匀地分布在炭基体中.与采用同样方法制备的多孔炭微球相比,多孔SnO2/炭微球作为超级电容器电极材料表现出更高的比电容、更低的等效串联电阻以及更好的倍率性能,表明多孔 SnO2/炭微球在超级电容器领域具有良好的应用前景.