ti掺杂biof、bi掺杂tio2材料的制备及其电化学性能研究

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1、学校代号10530学号201510141492分类号O613密级公开硕士学位论文Ti掺杂BiOF、Bi掺杂TiO2材料的制备及其电化学性能研究学位申请人周勇指导教师刘恩辉教授学院名称化学学院学科专业化学工程与技术研究方向应用电化学二零一八年五月ThepreparationofTidopedBiOF、BidopedTiO2materialsandstudiesfortheirelectrochemicalperformanceCandidateZhouYongSupervisorProf.LiuEnhuiCollegeChemistr

2、yProgramChemicalEngineeringandTechnologySpecializationAppliedElectrochemistryDegreeEngineeringMasterUniversityXiangtanUniversityDateMay,2018Ti掺杂BiOF、Bi掺杂TiO2材料的制备及其电化学性能研究摘要能源的开发和利用关系到人们的生活方式和生活质量，传统能源的匮乏，环境、气候和健康问题迫切需要发展一场能源革命。因此，发展可持续的储能系统成为研究的重点。电化学储能（如电池）已被认为是最为广泛的

3、可再生的绿色储能安全系统之一。本文制备出Ti掺杂BiOF、Bi掺杂TiO2两种电极材料，并应用于碱性二次电池和锂离子电池以研究其材料的电化学性能。本论文的主要内容如下：1.以Bi(NO3)3、NH4F、Ti(SO4)2为原料，氨水为沉淀剂，通过共沉淀法制备了Ti掺杂BiOF电极材料。研究结果表明，采用共沉淀法合成的Ti-BiOF材料呈现花簇状结构，厚度约为10~30nm，长度约为30~60nm。将其与氢氧化-1镍材料组装成碱性二次电池，同时与纯BiOF料进行对比，在1Ag电流密度-1-1条件下BiOF、5%Ti-BiOF材料的比容量

4、分别是141.6mAhg、193mAhg、500次循环后容量保持率分别是50%、78.8%。2.将制备好的BiOF、5%Ti-BiOF材料与金属锂片组装成锂离子半电池，研究了其电化学性能。电化学性能测试结果表明，5%Ti-BiOF材料有着更高-1-1的比容量(100mAg的电流密度下循环50次后比容量是为304mAhg，高于-1BiOF材料的190mAhg)，更好的倍率性能(BiOF和5%Ti-BiOF材料在30圈变倍率循环测试后，容量保持率分别是61%和81%)。3.采用Bi(NO3)3、Ti(SO4)2为原料，通过水热法制备了B

5、i掺杂TiO2材料。研究结果表明，采用水热法合成的Bi-TiO2材料呈现球状结构，粒径为80~400-1nm。将2%Bi-TiO2与纯TiO2分别作为锂离子电池负极材料。100mAg的电-1流密度下循环50次后，2%Bi-TiO2、TiO2比容量分别为250mAhg、200mAh-1g，其容量保持率分别为75.3%、62.5%。关键词：碱性二次电池；锂离子电池；Ti掺杂BiOF；Bi掺杂TiO2ITi掺杂BiOF、Bi掺杂TiO2材料的制备及其电化学性能研究AbstractThedevelopmentandutilizationof

6、energyisrelatedtopeople'slifestyleandqualityoflife.Foralongtime,thewidespreaduseoftraditionalfossilfuels,suchascoal,oilandnaturalgas,mayleadtoseriousenvironmental,climateandhealthproblems,whicharenotsustainable.Therefore,developingsustainableenergystoragesystemhasbecom

7、ethefocusofresearch.Electrochemicalenergystorage(suchasbattery)hasbeenconsideredtobeoneofthemostwidelyusedrenewableenergystoragesystems.Inthispaper,twokindsofelectrodematerials,TidopedBiOFandBidopedTiO2,havebeenprepared,whichareappliedtoalkalinerechargeablebatteryandli

8、thium-ionbatteriestostudytheelectrochemicalpropertiesofthematerials.Theprimaryresearchofthispaperareasfollows：1.Tidop