无机半导体复合物的制备及其性能研究

【摘要】随着石油天然气等化石能源的日益枯竭,人类正面临着巨大的能源危机和环境污染问题,因而通过制备新型多功能材料来解决环境问题已迫在眉睫。Y-CuI由于具有制备成本低廉、电阻率低、抗磁性等优点已广泛应用于太阳能电池,离子吸附材料,有机催化等领域。但是Y-CuI带隙过宽限制了它的研究范围。因而提高CuI的光响应范围和拓宽CuI的应用领域具有重要的研究意义。本文通过水热法一步制备了具有良好光催化活性和疏水亲油性能的金字塔状的CuI/PANI纳米复合物；探讨了在室温条件下所制备的Fe3O4/CuI/PANI样品的微波吸收性能；同时利用绿色合成手段制备了Fe2O3/C材料,并研究其电化学性能。论文主要研究内容如下：1.在酸性条件下通过水热法一步合成了金字塔状的CuI/PANI纳米复合物,复合物的形貌和性能的变化可以通过控制Cu2+和苯胺的摩尔比来实现。由于聚苯胺和CuI之间存在的协同作用,所制备的样品在可见光条件下快速光催化降解模拟污水中的有机染料罗丹明B,CuI/PANI-1样品可以在50min之内光催化10-5M的RhB完全降解,展现出非常出色的光催化活性。该样品还表现出良好的疏水亲油性能,可以被用来除去水表面机油污染物。2.通过原位氧化还原的手段,在室温条件下制备出了具有多孔结构的Fe3O4/CuI/PANI纳米复合物。产物的形貌和性质可以通过控制苯胺与Cu2+的加入量来改变。苯胺与Cu2+摩尔比为1：1所得到的样品Fe3O4/CuI/PANI-2表现出非常优秀的微波吸收性能。在涂层厚度为2.8mm时于13.28GHz处存在最大微波反射损耗值,为35.3dB；在反射损耗值-10dB以下的吸收宽度为3.2GHz,吸波频率范围为12.1-15.3GHz。纳米复合物也具有优良的疏水性能,良好的疏水性能可以进一步增加纳米复合物的稳定性。3.采用菠菜汁中的生物分子作为模板通过绿色合成的手段制备出了Fe2O3/C纳米复合物。探索了水热温度和Fe3+浓度等实验条件对产物形貌及作为锂电池电极性能的影响。其中产物b-0.4M锂电性能最佳。b-0.4M在0.01-3.0V之间充放电,其首次放电比容量可达1405mAh/g,循环50次后容量仍保持在422mAh/g。Nyquist谱图表明,其迁移电阻仅为170Ω。
【作者】刘浏；
【导师】谢安建；
【作者基本信息】安徽大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】纳米复合物；光催化剂；吸波性能；锂电池；

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