《炭包覆納米晶的Oriented Attachment生長及其多維結構構築》是依託北京化工大學，由周繼升擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：炭包覆納米晶的Oriented Attachment生長及其多維結構構築
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周繼升
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多維炭結構的製備對促進和豐富炭材料的實際套用具有重要意義，然而如何製備是關鍵。本課題提出一種製備多維炭結構的新理念，擬通過有機金屬熱解所形成炭包覆納米晶的“Oriented Attachment”（簡稱OA）生長，實現一系列不同形貌結構的多維炭包覆納米晶的構築，考察不同階段中間產物的形貌、結構、晶型、位錯等關鍵信息以及納米晶對炭包覆層催化生長的控制規律，闡明炭包覆納米晶OA生長的微觀機制和內在本質，建立多維炭包覆納米晶的構築模型。進而開展多維炭包覆納米晶的轉化研究，製備多維的石墨烯結構與多孔炭包覆納米晶，並初步開展多維結構及轉化產物的儲能套用研究。OA機制是晶體生長的新理論，目前多限於對液相中晶體生長規律的研究。因此，本課題將OA機制套用到有機金屬熱解體系中，拓寬了OA生長的研究領域和套用範圍，不僅為設計結構新穎的多維炭、炭包覆材料提供新思路，而且將加深對晶體OA生長行為的理解和認識。
結題摘要
本課題提出一種多維炭結構構築的新理念，通過有機金屬熱解所形成炭包覆納米晶的“Oriented Attachment”（簡稱OA）生長，實現一系列不同形貌結構的多維炭包覆納米晶的構築。首先，研究了二茂鐵、二茂錳、乙醯丙酮鐵、金屬/有機網路等有機金屬及配合物的熱解規律。然後，通過調控納米晶表面碳包覆層的催化生長，從而影響碳包覆納米晶之間的相互作用實現其定向搭接(OA)生長，設計出系列形貌新穎、結構獨特的多維碳包覆納米晶：碳包覆氧化鐵納米片、碳包覆硫化錳(MnS@C)分枝狀納米鏈、碳包覆Fe7S8複合納米片、石墨烯負載過渡金屬硫屬化合物納米棒等。在此基礎上，考察不同階段中間產物的形貌、結構，揭示碳包覆納米晶OA生長的微觀機制，建立碳包覆納米晶結構的生長模型。最後，以多維結構碳包納米晶為研究對象，開展其結構轉化研究以及在儲能套用，探明結構與性能的構效關係，設計製備出高容量、高倍率形成、長周期循環穩定成的碳包覆金屬晶的電極材料。
