氧化物中空結(jié)構(gòu)的化學(xué)合成及應(yīng)用

定　價：￥32.00

作　者：	薛冬峰劉軍著
出版社：	知識產(chǎn)權(quán)出版社
叢編項：
標　簽：	化學(xué) 無機化學(xué) 自然科學(xué)

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ISBN：	9787513028325	出版時間：	2014-10-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	128	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　二元過渡金屬化合物微納米材料因其獨特的物理化學(xué)性質(zhì)在儲能、傳感、催化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，因此制備二元過渡金屬化合物的新穎微納米結(jié)構(gòu)、研究其生長機制、控制其結(jié)晶尺寸與維度一直是這一領(lǐng)域的研究熱點。這些研究也必將促進人們深入研究微納米結(jié)構(gòu)與功能特性之間的關(guān)聯(lián)、高效利用微納米結(jié)構(gòu)及其產(chǎn)業(yè)化。本論文以金屬氧化物和硫化物中空結(jié)構(gòu)為研究對象，在其合成新方法的設(shè)計、形成機制以及電化學(xué)性能（如能量存儲和電化學(xué)傳感）等方面進行了系統(tǒng)的探索研究。論文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面：以SnCl4和乙酰丙酮釩（IV）為反應(yīng)物在190-220？C下溶劑熱合成了V2O3-SnO2雙層殼納米膠囊，經(jīng)過后續(xù)的400-500？C煅燒，得到V2O5-SnO2雙層殼中空納米膠囊。雙層殼中空納米膠囊的形成機制為溶劑熱過程中的兩次奧氏熟化擴散過程（向內(nèi)熟化和向外熟化）。將這一中空金屬氧化物納米材料合成體系擴展到其它氧化物，得到了各向異性的Co3O4多孔納米膠囊。作為鋰離子電池電極材料，這些中空結(jié)構(gòu)的V2O5-SnO2雙層殼納米膠囊和Co3O4各向異性納米膠囊均具有高的可逆比容量和優(yōu)異的循環(huán)性能，在鋰離子電池中表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。以溶劑熱合成的CuS和Cu2S實心顆粒為模板，在700-800？C下氧化合成了CuO中空多孔微米膠囊。以其它金屬硫化物如CoS和NiS為前驅(qū)物，在相同的反應(yīng)機制下同樣合成了具有中空和多孔結(jié)構(gòu)的Co3O4和NiO。中空和多孔結(jié)構(gòu)的形成歸結(jié)于熱氧化過程中的非平衡擴散、體積收縮以及原位產(chǎn)生的氣體釋放。同時，我們也以溶劑熱得到的SnS一維納米帶為模板，合成了SnO2多孔納米管和Sn@C納米復(fù)合物。作為鋰離子電池負極材料，SnO2多孔納米管和Sn@C一維納米復(fù)合物的首次放電比容量分別為910和1050mAhg-1。以CuCl2和硫脲室溫形成的金屬絡(luò)合物納米線為犧牲模板，通過微波加熱在75-85？C下快速合成了矩形截面CuS納米管。通過調(diào)節(jié)前驅(qū)物金屬絡(luò)合物納米線的尺寸獲得了直徑可調(diào)的CuS納米管材料。作為無酶葡萄糖傳感材料，CuS納米管的靈敏度為9.9mAmmolL-1，最低檢測濃度為0.25mmolL-1。

作者簡介

　　劉軍博士2001年9月-2005年9月于湘潭大學(xué)化工學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位；2005年9月-2011年1月于大連理工大學(xué)化工學(xué)院功能材料化學(xué)與化工專業(yè)獲工學(xué)博士學(xué)位；2011年2月-2012年5月在湘潭大學(xué)材料與光電物理學(xué)院材料科學(xué)與工程系工作；2012年6月-2013年4月在澳大利亞迪肯大學(xué)前沿材料研究所工作；2013年5月至今在德國馬普固體研究所固體物理化學(xué)系工作。薛冬峰教授研究員，博士生導(dǎo)師，國家杰出青年獲得者，中國科學(xué)院“百人計劃”獲得者，1989年8月-1993年7月于河南大學(xué)化學(xué)化工系應(yīng)用化學(xué)專業(yè)獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位；1993年8月-1998年7月于中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所無機化學(xué)專業(yè)獲理學(xué)博士學(xué)位；1999年4月-2000年7月以德國洪堡（AvH）學(xué)者在德國奧斯納布呂克大學(xué)物理系工作；2000年7月-2001年7月以訪問學(xué)者在加拿大渥太華大學(xué)化學(xué)系工作；2001年7月-2003年8月以日本學(xué)術(shù)振興會（JSPS）特別研究員在日本國立材料科學(xué)研究所工作；2003年8月起受聘大連理工大學(xué)化工學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師；2009年1-2月以訪問學(xué)者在新加坡國立大學(xué)工程院工作；2011年1-4月以Gledden高級訪問學(xué)者在西澳大利亞大學(xué)機械與化學(xué)工程學(xué)院工作；2011年2月起受聘于中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所稀土資源利用國家重點實驗室。

圖書目錄

1 中空微納米材料的研究進展及鋰離子電池納米電極材料簡介 1.1 引言 1.2 溶液化學(xué)法合成中空微納米材料研究進展 1.2.1 膠體模板層—層靜電自組裝合成中空微納米材料 1.2.2 直接化學(xué)沉積或者吸附合成中空微納米材料 1.2.3 犧牲模板法合成中空微納米材料 1.2.4 乳液或者相分離合成中空微納米材料 1.2.5 氣泡模板法合成中空微納米材料 1.2.6 無模板法合成中空微納米材料 1.3 鋰離子電池納米電極材料簡介 1.4 研究內(nèi)容與思路 1.4.1 存在的問題和機遇 1.4.2 研究內(nèi)容與思路2 金屬氧化物納米膠囊的奧氏熟化無模板合成 2.1 引言 2.2 V2O5—SnO2雙層殼納米膠囊的奧氏熟化無模板合成 2.2.1 基于奧氏熟化的雙層殼納米膠囊合成方案設(shè)計 2.2.2 雙層殼納米膠囊的合成步驟、表征手段及性能測試 2.2.3 V2O5—SnO2雙層殼納米膠囊的結(jié)構(gòu)表征 2.2.4 前驅(qū)體雙層殼納米膠囊的液相形成機理 2.2.5 V2O5—SnO2雙層殼納米膠囊的鋰離子存儲性能及應(yīng)用展望 2.3 Co3O4各向異性納米膠囊的奧氏熟化無模板合成 2.3.1 基于奧氏熟化的各向異性納米膠囊合成方案設(shè)計 2.3.2 各向異性納米膠囊的合成步驟、表征手段及性能測試 2.3.3 CO3O4和前驅(qū)體CoCO3各向異性納米膠囊的結(jié)構(gòu)表征 2.3.4 前驅(qū)體CoCO3各向異性納米膠囊的形成過程及合成因素影響 2.3.5 CO3O4各向異性納米膠囊的鋰離子存儲性能及應(yīng)用展望 2.4 本章小結(jié)3 金屬氧化物多孔膠囊和納米管的熱氧化合成 3. 引言 3.2 金屬氧化物中空多孔膠囊的熱氧化合成 3.2.1 基于非平衡擴散的中空多孔膠囊的合成方案設(shè)計 3.2.2 中空多孔膠囊的合成步驟及表征手段 3.2.3 實心CuS和Cu2s前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)分析及合成因素影響 3.2.4 CuO中空多孔膠囊的結(jié)構(gòu)表征及合成因素影響 3.2.5 基于非平衡擴散的空位機制分析 3.2.6 基于非平衡擴散的熱氧化法的擴展 3.3 錫基中空多孔一維納米材料的熱氧化合成 3.3.1 錫基中空多孔一維納米材料的合成步驟、表征手段及性能測試 3.3.2 SnS前驅(qū)體納米帶的結(jié)構(gòu)分析 3.3.3 SnO2多孔納米管和Sn@c一維納米復(fù)合物的結(jié)構(gòu)表征 3.3.4 SnO2納米管的空位機制和碳模板的限域作用分析 3.3.5 SnO2多孔納米管的光學(xué)性能 3.3.6 錫基中空多孔一維納米材料的鋰離子存儲性能及應(yīng)用展望 3.4 本章小結(jié)4 硫化銅納米管的微波輔助模板法合成 4.1 引言 4.2 CuS納米管的微波輔助原位模板法合成方案設(shè)計 4.3 CuS納米管的合成步驟、表征手段及性能測試 4.4 金屬配合物前驅(qū)體納米線的結(jié)構(gòu)分析 4.5 CuS納米管的結(jié)構(gòu)表征及合成因素影響 4.6 微波輔助原位模板法的擴展 4.7 Cus納米管的光學(xué)和電傳感性能 4.8 本章小結(jié)結(jié)論參考文獻致謝