碳包覆纳米金属晶的氧化转化机制及空心纳米结构的控制
批准号:
50972004
项目类别:
面上项目
资助金额:
36.0 万元
负责人:
宋怀河
依托单位:
学科分类:
E0203.碳素材料与超硬材料
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
施用唏、黄润平、周继升、刘娜、武斌、宋冉冉、严薇
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中文摘要
过渡金属氧化物空心纳米球和纳米管在储能、催化、环境、医药等领域具有广阔的应用前景,是目前纳米材料领域研究的热点内容之一。基于本实验室在碳包覆纳米过渡金属颗粒和纳米棒方面的研究基础,本课题提出通过空气氧化途径实现从碳包覆纳米金属晶到金属氧化物空心纳米结构转变的新思路,以期通过深入探讨碳包覆纳米晶在不同氧化条件下形态结构的演变规律和动力学,揭示氧化物空心纳米结构的形成机理,阐明氧气和包覆碳层在空心纳米结构形成中的作用,实现金属氧化物纳米空心结构的可控制备。在此基础上,针对储能方面的应用背景,合理设计氧化物空心纳米材料及不完全氧化中间产物(碳包覆氧化物纳米空心杂化材料)的结构,开展初步应用研究。这不仅提供了一种空心纳米氧化物大量制备的通用途径,拓展了碳包覆纳米金属晶应用的新领域,而且将深化对气固反应、扩散机理和纳米Kirkendall effect的认识,为该新颖材料的大量合成及应用打下基础。
英文摘要
本课题提出通过空气氧化途径实现从碳包覆纳米金属晶到金属氧化物空心纳米结构转变的新思路,围绕此思路开展了碳包覆纳米金属晶的合成、氧化转化以及转化产物的储锂性能研究,取得一批代表性成果:(1)以固相碳源(石墨、乙炔黑、中间相沥青石墨微球等)为原料合成了石墨烯包覆金属微球以及表面生长纳米碳纤维的石墨烯包覆金属微球,打破了目前纳米碳纤维多通过气相法生长的局限;(2)探明了空气氧化诱导作用下限域于碳管空间的金属的扩散规律和行为,合成了碳包覆金属氧化物空心结构(空心球和纳米管),拓展了纳米Kirkendall效应的应用领域;(3)首次发现了金属氧化物与石墨烯之间共价键的连接不仅可以极(如:C-O-Fe键)的提高了复合电极材料的导电性能,而且可以阻止金属氧化物在充放电过程中发生团聚,对复合材料的高倍率长周期循环能有极大的促进。在Angew. Chem. Int. Ed., JACS, Chem. Mater., Chem. Commun., Carbon, J. Mater. Chem等杂志发表SCI论文23篇,获得国家发明专利1项,申报5项,培养博士生和硕士生10余名,其中一篇博士论文获得2012年度北京市优秀博士学位论文奖励。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.electacta.2011.10.055
发表时间:2012
期刊:Electrochimica Acta
影响因子:6.6
作者:Hongkun Zhang;Huaihe Song;Xiaohong Chen;Jisheng Zhou;Huijuan Zhang
通讯作者:Hongkun Zhang;Huaihe Song;Xiaohong Chen;Jisheng Zhou;Huijuan Zhang
Magnetite/graphene nanosheet composites: interfacial interaction and its impact on the durable high-rate performance in lithium-ion batteries
磁铁矿/石墨烯纳米片复合材料:界面相互作用及其对锂离子电池持久高倍率性能的影响
DOI:10.1039/c1ra00402f
发表时间:2011-10
期刊:RSC ADVANCES
影响因子:3.9
作者:Zhou, Jisheng;Song, Huaihe;Ma, Lulu;Chen, Xiaohong
通讯作者:Chen, Xiaohong
Synthesis and high-rate capability of quadrangular carbon nanotubes with one open end as anode materials for lithium-ion batteries
一端开口四边形碳纳米管锂离子电池负极材料的合成及高倍率性能
DOI:10.1039/b926576g
发表时间:2010-03
期刊:JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY
影响因子:--
作者:Zhou, Jisheng;Song, Huaihe;Fu, Bocheng;Wu, Bin;Chen, Xiaohong
通讯作者:Chen, Xiaohong
DOI:10.1021/ja105712w
发表时间:2010-08
期刊:Journal of the American Chemical Society
影响因子:15
作者:Jisheng Zhou;Huaihe Song;Xiaohong Chen;Junping Huo
通讯作者:Jisheng Zhou;Huaihe Song;Xiaohong Chen;Junping Huo
Oxidation Conversion of Carbon-Encapsulated Metal Nanoparticles to Hollow Nanoparticles
碳包覆金属纳米颗粒氧化转化为空心纳米颗粒
DOI:10.1021/cm901222j
发表时间:2009-07
期刊:Chemistry of Materials
影响因子:8.6
作者:Zhou, Jisheng;Song, Huaihe;Chen, Xiaohong;Zhi, Linjie;Huo, Junping;Cheng, Bin
通讯作者:Cheng, Bin
POSS基Si-C复合材料的构筑及其储能性能研究
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2021
- 负责人:宋怀河
- 依托单位:
煤基可纺性中间相沥青的催化法制备及形成机理研究
- 批准号:U21A2061
- 项目类别:--
- 资助金额:260万元
- 批准年份:2021
- 负责人:宋怀河
- 依托单位:
石墨片层取向对球形石墨负极储能性能的影响
- 批准号:--
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
- 资助金额:15万元
- 批准年份:2019
- 负责人:宋怀河
- 依托单位:
MOFs基纳米炭材料的结构设计及储能性能研究
- 批准号:51672021
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:宋怀河
- 依托单位:
基于动力锂离子电池使用的中间相沥青炭微球的制备及性能调控
- 批准号:U1610252
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:295.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:宋怀河
- 依托单位:
基于柴油加氢的金属/石墨烯纳米催化剂的界面交互作用及结构设计
- 批准号:51272019
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:85.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:宋怀河
- 依托单位:
基于加氢催化剂使用的碳包覆纳米金属颗粒的结构设计
- 批准号:50572003
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:27.0万元
- 批准年份:2005
- 负责人:宋怀河
- 依托单位:
纳米金属粒子/炭新型材料的制备和性能研究
- 批准号:59802002
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:13.0万元
- 批准年份:1998
- 负责人:宋怀河
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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