单分散的SnO2量子点/石墨烯复合结构的制备及电化学储能的研究任务书

 2021-08-25 23:45:11

1. 毕业设计(论文)主要内容:

金属有机框架结构材料因其合成方法的简易性,微结构的可控特性,丰富的表面官能团,较大的比表面积及稳定的化学性质等,被广泛应用于催化、药物输运、气体分离、储存气体及能源存储。同时,量子点也因其大的比表面积以提供更多的活性位点,也被广泛应用到催化,吸附及能源储存。本课题结合金属有机框架结构和量子点材料的优势,利用金属有机框架的丰富表面官能团,原位导向生长在氧化石墨烯表面,并后续的烧结过程可控制备了SnO2量子点/石墨烯复合结构。该结构由5nm左右的SnO2量子点均匀分布在石墨烯表面组成,能够提供大的比表面积,高的反应活性位点及优异的离子、电子传输,这将对锂离子电池非常有益。另外,通过金属有机框架的种类调控,实现物质的推广,更加证明该策略的广泛普适性。进而,组装成电池,对其电化学性能进行测试,探索其结构与性能的相关性。本课题在量子点纳米结构的设计方面具有极大的推进作用,并且该策略具有广泛的普适性并具有应用到多个领域的潜力,将为量子点及储能材料的可控制备奠定科学基础。

2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

1、查阅不少于30篇的相关资料,其中近五年英文文献不少于20篇,完成开题报告。

2、利用低温水热法,制备金属有机框架结构原位生长在石墨烯表面;结合后续的烧结技术,SnO2量子点/石墨烯复合结构;对所获得的材料进行详细的结构表征;测试以该材料为活性物质的电化学性能,同时讨论其结构与性能的相关性。探索其形成机理及,并实现对该策略的推广。

3、完成不少于5000字的英文文献翻译。

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需的项目背景,材料合成机理、材料表征手段。确定方案,完成开题报告。

第4-8周:按照预定的方案构筑量子点/石墨烯的可控制备,并且对其进行XRD和SEM等物相和形貌的表征。

第9-12周:组装电池并测试电化学性能,完成理论分析。

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4. 主要参考文献

[1] Zhang G. Q. and Lou X. W. General Synthesis of Multi-Shelled Mixed Metal Oxide Hollow Spheres with SuperiorLithium Storage Properties[J]. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, (53):1–5.

[2] Hou H. L., Wang L., Gao F. M. et al.General Strategy for Fabricating Thoroughly Mesoporous Nanofibers[J]. J. Am. Chem. Soc. 2014, (136):1671616719.

[3] Zhao, Y. Jiang, L. Hollow micro/nanomaterials with multilevel interior structures[J]. Adv. Mater. 2009, (21): 3621-3638.

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