【摘 要】
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微纳米结构的Cu2O是一种直接型P型半导体,可应用在光催化,水的光解,太阳能电池,生物传感器,杀菌等方面。不同形貌尺寸的微纳米结构Cu2O的物理化学性能有很大差别,若实现对晶体结构、尺寸和形貌等诸多晶体结构参数进行有效地控制,这有很大的实际意义。本文采用绿色还原剂没食子酸,用液相还原法简便可控合成了微纳米结构Cu2O。SnO2具有较高的理论比容量,可以应用到锂离子电池中。但是由于其在循环过程中会产
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微纳米结构的Cu2O是一种直接型P型半导体,可应用在光催化,水的光解,太阳能电池,生物传感器,杀菌等方面。不同形貌尺寸的微纳米结构Cu2O的物理化学性能有很大差别,若实现对晶体结构、尺寸和形貌等诸多晶体结构参数进行有效地控制,这有很大的实际意义。本文采用绿色还原剂没食子酸,用液相还原法简便可控合成了微纳米结构Cu2O。SnO2具有较高的理论比容量,可以应用到锂离子电池中。但是由于其在循环过程中会产生粉化现象和体积效应,所以合成SnO2/C复合材料来减缓其体积效应,提高其电化学循环性能,为开发锂离子电池负极新材料提供基础。本文采用绿色还原剂没食子酸,用液相还原法简便可控合成了微纳米结构Cu2O。研究了 pH值,初始物料比（Cu2+:GA）,混合方式,反应时间,添加PVP等条件对Cu2O的影响,并探究了微纳米Cu2O晶体的生长机制,测试了其电化学性能。采用水热合成法,以Vc为碳源合成了 SnO2/C复合材料,改变pH值,初始物料比（Sn2+:Vc）,反应温度,反应时间对SnO2/C形貌和物相的影响,并测试其电化学性能。结果表明:pH值对Cu2O晶体形貌有很大影响,在pH值为9时,Cu2O为不规则球形;在pH=10的条件下,Cu2O呈棒状;在pH=11条件下,颗粒呈微米级的立方体状;当pH值升高到11.5时,Cu2O颗粒转变为十四面体。在滴定过程中变换溶液的pH也对反应产物的微观形貌有明显影响。在滴定结束后调节pH至1 1所得到的反应产物的微观形貌一般为直径在100nm左右的近似球状形貌或者为八面体形状;而在反应过程中调节pH使其保持在1 1所得到的反应产物一般为立方体形状。初始物料的浓度比对Cu2O形貌有很大影响。在pH=10时,随着没食子酸比例的增加,Cu2O棒由短变长,当Cu2+:GA 比例达到1:1时,Cu2O完全变为纳米级多面体。没食子酸的滴加次序和时间则对产物有影响。反向滴定方式所得到的反应产物分散性较好,团聚和孪晶现象较少;但正向滴定方式所得到的反应产物则分散性较差。在pH=10时,随着反应时间的延长,Cu2O由表面粗糙的多晶棒转变为表面光滑Cu2O单晶棒。在pH=11时,Cu2O随时间延长的形貌基本没有变化为立方体形状,当时间达到8h时产物中出现了 CuO晶相。当添加分子量为8000 PVP 1.8g时,Cu2O由立方体转变为十四面体。当添加分子量为30000 PVP 1.2g时,Cu2O就转变为了十四面体。电化学分析结果表明立方体Cu2O的循环性能比线状Cu2O的循环性能好。立方体Cu2O循环到20次时比容量为109.3mAh/g而线状Cu2O的比容量为55mAh/g。首次采用Vc作为碳源,用水热法一步合成了 SnO2/C复合材料。随着pH升高,碳颗粒的粒径减小,团聚度提高。随着温度的升高,SnO2晶粒的粒径增大,球形碳之间产生球径。随着Sn2+的比例增加,无定形碳的形状由球形变为无规则形态,晶粒粒径在减小,团聚越来越严重。电化学分析结果表明Sn2+:Vc=1:2时水热得到的SnO2/C复合材料的循环性能最好,1 0次循环后其比容量在191.3mAh/g。
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