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碳纳米管自1991年发现以来,由于其独特的结构和性质一直为人们所关注,近年来它成为新型储能材料领域研究的重点.由于其中空的管状结构,使得制备填充碳纳米管的复合材料成为可能.目前制备填充碳纳米管的方法有物理法和化学法两种,但是这些方法或者在操作上麻烦,或者产率低,且分离较困难.化学气相沉积法(CVD)是一种可获得较纯碳纳米管且相对简单的方法,现已经在碳纳米管制备中被广泛应用.该文首次以储氢合金LaNi2为催化剂前驱物,经过氧化-还原反应制备出金属Ni填充的碳纳米管.确定的反应条件是,氧化温度:350℃;还原温度:600℃;氢气流量:60cm<3>/min;反应温度:550℃;甲烷流量:92cm<3>/min;高纯氩流量:45cm<3>/min;反应时间:90min.通过XRD、TEM(SEAD)、SEM等测试手段证明填充在碳纳米管的管腔中的金属Ni是fcc结构.并初步探讨了金属Ni填充碳纳米管的生长机理,认为颗粒尺寸是影响碳纳米管形貌的关键因素,随着催化剂粒度的增大而生成碳纳米纤维;填充碳纳米管是还原生成具有高表面能的Ni纳米簇聚集的结果,填充在碳纳米管内的Ni颗粒的熔点显著下降,Ni在催化生长碳纳米管过程中可能呈液态,这可能导致填充碳纳米管的生成.金属氧化物作为锂离子电池的负极材料容量远远高于石墨材料.而Fe<,2>O<,3>价格便宜、无毒,依据Li<,6>Fe<,2>O<,3>计算最高理论容量可达1000mAhg<-1>,它的电位在1.1V(vs.Li<+>/Li)以下,因此很受关注.该文采用水热法制得了α-Fe<,2>O<,3>纳米晶,讨论了影响α-Fe<,2>O<,3>纳米晶结构、形态的因素,发现反应温度主要影响结晶程度和形态,而晶体助长剂则影响α-Fe<,2>O<,3>纳米晶形态.该文首次研究了纺锤状α-Fe<,2>O<,3>纳米晶脱嵌锂性能,并通过XRD、XPS、循环伏安、交流阻抗等方法研究其电化学储锂机理.证明α-Fe<,2>O<,3>在储锂过程中发生了价态变化即Fe<Ⅲ>→Fe<0>.用湿化学法合成出Fe<,2>O<,3>和SnO<,2>填充的碳纳米管,并首次研究了复合材料电化学储锂性能.结果表明Fe<,2>O<,3>填充的碳纳米管复合材料在较大电流密度下(200mAg<-1>)的电化学容量和循环寿命都高于纯碳纳米管和Fe<,2>O<,3>纳米晶,复合材料兼具Fe<,2>O<,3>的高容量和碳纳米管的优良的循环寿命.通过循环伏安和交流阻抗方法证明复合材料中Fe<,2>O<,3>和碳纳米管均对容量有贡献.SnO<,2>填充的碳纳米管的循环性能和容量均比纯碳纳米管以及SnO<,2>包覆的碳纳米管好.