纳米氧化锌螺旋结构的合成及生长机制研究

利用化学气相沉积的方法,制备出纳米氧化锌螺旋结构。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段对样品的形貌和结构进行了表征。结果表明,样品具有超均匀的新颖螺旋结构,这种结构基于Sb诱导的VS机制,使组成螺旋的各纳米棒生长方向沿6个等价的<01 1-1>方向。

用作锂离子电池负极材料的包碳螺旋结构碳纳米管

以苯为碳源,在900℃下采用TVD(thermal vapor deposition)法对螺旋结构碳纳米管(Helical carbon nano-tubes,HCNTs)进行了包碳修饰,采用XRD、SEM、TEM、BET等检测方法对所制备材料进行了表征分析.包碳后HCNTs的比表面积明显降低.研究了包碳HCNTs用作锂离子电池负极材料的性能,结果显示适量包碳不仅提高了HCNTs的首次库仑效率,而且改善了其循环稳定性和倍率充放电性能.当TVD包碳45 min、HCNTs增重约220 wt%时,首次库仑效率从59.2%提高到77.8%,在1.0C、2.0C、5.0C以及10.0C倍率下的放电比容量分别为265.6、245.7、196.0、163.2 mAh/g,在10.0C下循环95次后放电比容量保持率为93.3%.过多的碳包覆虽然会进一步提高材料的首次库仑效率和循环稳定性,但会导致其倍率性能变差.

水辅助制备螺旋结构纳米碳纤维若干影响因素的研究

采用催化化学气相沉积法，以三氧化二铁为催化剂，乙炔为碳源，反应体系中引入少量水蒸气，在480℃反应温度下，成功制备了螺旋结构纳米碳纤维（helical carbon nanofibers，HCNFs）。考察了水蒸气的作用，反应温度、活化时间对HCNFs纯度和管径的影响。利用SEM、XRD、TGA和BET对产物进行了表征分析。结果显示，反应体系中引入少量水蒸气可以避免催化剂的失活从而提高碳产率；HCNFs的管径的变化与反应温度的变化成正比；延长活化时间对管径的变化影响不大。