發(fā)布時(shí)間：2020-08-27 17:32

【摘要】：黑磷的性質(zhì)穩(wěn)定,性能優(yōu)異,在儲(chǔ)能、催化、生物醫(yī)藥、光電子等領(lǐng)域都具有很好的應(yīng)用前景。目前,我國(guó)磷化工行業(yè)正面臨升級(jí)轉(zhuǎn)型的現(xiàn)狀,研究黑磷的制備及其應(yīng)用對(duì)推動(dòng)黑磷及磷化工行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。本文從黑磷的制備出發(fā),研究了低成本制備黑磷的方法和宏量制備納米黑磷的方法,并研究了磷烯/石墨烯復(fù)合材料在鋰離子電池領(lǐng)域的應(yīng)用。采用以分析純紅磷為原料、常壓封裝石英管的礦化法制備出了黑磷,大大降低了成本。采用X射線衍射(XRD)、拉曼光譜、掃描電鏡(SEM)表征對(duì)黑磷的結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行分析,結(jié)果表明,采用該方法制備的黑磷為正交晶型的黑磷,結(jié)晶性好,純度高,具有片層結(jié)構(gòu)。研究了礦化劑用量、反應(yīng)器大小對(duì)黑磷收率的影響,結(jié)果表明,礦化劑用量、反應(yīng)器大小會(huì)影響黑磷的收率。開(kāi)發(fā)出了一種高純黑磷的制備方法,同時(shí)初步研究了黑磷的生長(zhǎng)機(jī)制。采用高壓均質(zhì)法制備出了納米黑磷,采用SEM,透射電鏡(TEM),XRD,拉曼光譜對(duì)納米黑磷的結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行了表征,結(jié)果表明,高壓均質(zhì)法制備得到的納米黑磷產(chǎn)量高,結(jié)晶性好,制備過(guò)程耗時(shí)短。同時(shí)研究了干燥方式對(duì)納米黑磷形貌的影響,結(jié)果表明,直接冷凍干燥可以獲得剝離效果較好的納米黑磷。進(jìn)一步研究了均質(zhì)次數(shù)對(duì)納米黑磷剝離效果的影響,結(jié)果說(shuō)明均質(zhì)20次即可得到黑磷納米片,但均質(zhì)60次時(shí)可以得到片層較薄的黑磷納米片,但會(huì)有較明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象。采用高壓均質(zhì)法制備出了磷烯/石墨烯復(fù)合材料,采用SEM、TEM、XRD、拉曼對(duì)其形貌結(jié)構(gòu)表征,在制備過(guò)程中沒(méi)有破壞其結(jié)構(gòu),質(zhì)量較高。同時(shí)研究了磷烯/石墨烯復(fù)合材料的儲(chǔ)鋰性能,采用恒流充放電測(cè)試,研究了其循環(huán)伏安、充放電性能和循環(huán)性能,結(jié)果說(shuō)明該復(fù)合材料的首次可逆比容量高達(dá)1960 mAh g~(-1),通過(guò)調(diào)節(jié)碳磷比可以有效改善其循環(huán)性能。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TQ126.31;TM912
【圖文】：

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文其中，云南省具有豐富的磷礦資源，已探明的磷礦儲(chǔ)量占全國(guó)總儲(chǔ)量的 26%，在全國(guó)位居榜首，并且分布集中，多可露天開(kāi)采，儲(chǔ)量大，礦石質(zhì)量?jī)?yōu)良，品位高，全省磷礦石平局 P2O5含量為 22.45%，遠(yuǎn)比全國(guó)磷礦石平均 P2O5品位 17%要高，采出原礦平均品位均大于 28%，得天獨(dú)厚的磷礦資源優(yōu)勢(shì)也就奠定了云南省雄厚的磷化工基礎(chǔ)。

我國(guó)黃磷無(wú)論是產(chǎn)能產(chǎn)量，還是消耗量都局世界首能過(guò)剩，開(kāi)工率低。經(jīng)過(guò)二三十多年的快速發(fā)展，我國(guó)黃幾年年來(lái)開(kāi)工率一直低于50%。目前仍然有計(jì)劃和規(guī)劃的產(chǎn)。政策愈嚴(yán)，行業(yè)調(diào)整壓力大。黃磷產(chǎn)業(yè)消耗的能量高，重污染環(huán)境。隨著近幾年，國(guó)家出臺(tái)了一系列整治環(huán)保的環(huán)保力度，給與黃磷行業(yè)的壓力巨大。鹽及磷化物行業(yè)：目前我國(guó)生產(chǎn)的磷酸鹽類(lèi)產(chǎn)品主要有三和飼料磷酸鹽等，其產(chǎn)品的總規(guī)模，無(wú)論是產(chǎn)能產(chǎn)量，還。出口量較大的品種有磷酸、三聚磷酸鈉、食品級(jí)和飼料、六偏磷酸鈉等。行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)：黃磷后加工產(chǎn)品主要是，附加值低，精細(xì)磷化工產(chǎn)品少，精細(xì)化程度不夠高。傳產(chǎn)規(guī)模大，產(chǎn)能過(guò)剩，開(kāi)工率低，在滿足我國(guó)自主消耗量余的 35%~50%的磷酸鹽產(chǎn)品出口以平衡國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。而高端國(guó)產(chǎn)比例低，反而須依賴進(jìn)口解決國(guó)內(nèi)需求。

圖 1.4 鉍熔化法制備黑磷裝置示意圖[32]Fig 1.4 Device diagram of bismuth-flux metho方法，礦化法則是一種條件溫和的制備方法現(xiàn)的，最初是使用金(Au)、錫(Sn)和碘化高錫其具體步驟如下：首先，將礦化劑與紅磷按，經(jīng)過(guò)一系列升降溫程序，即可制備出黑磷磷及反應(yīng)生成的金屬磷化物等雜質(zhì)。隨后他n)和 SnI4為礦化劑與紅磷反應(yīng)，同樣制備出程中都要用到貴金屬 Au，Au 的價(jià)格高昂， 年，Nilges 等[35]繼續(xù)深入研究并發(fā)現(xiàn)即使礦化劑也能制備出黑磷。最近，Zhang 等[36]發(fā)紅磷為原料兩步加熱就可制備出結(jié)晶度高的

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2806403