1、碳包覆金屬/金屬氧化物納米復(fù)合材料有機結(jié)合了金屬/金屬氧化物納米顆粒以及碳包覆層兩者優(yōu)異的性能,因此在能量儲存與轉(zhuǎn)化、生物醫(yī)學(xué)、催化等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。然而,發(fā)展簡單的工藝大量合成純度高、粒徑均一的碳包覆金屬/金屬氧化物納米復(fù)合材料仍是一個很大的挑戰(zhàn)。
　　本論文的主要目的是利用簡單高效的合成工藝(一步熱解法和水熱法)可控制備碳包覆Fe/Fe3O4納米復(fù)合材料,研究碳包覆Fe/Fe3O4納米復(fù)合材料的電化學(xué)性能和生物相容性,

2、以期為其在鋰離子電池負(fù)極材料和磁共振成像造影劑領(lǐng)域的應(yīng)用提供實驗基礎(chǔ)。
　　首先,以葡萄糖、硝酸鐵和氯化鈉作為原料,采用一步熱解法制備碳包覆Fe納米顆粒,系統(tǒng)研究了C/Fe摩爾比、Fe/NaCl質(zhì)量比、煅燒溫度這三個工藝參數(shù)對產(chǎn)物成分、結(jié)構(gòu)以及形貌的影響,并探討了該復(fù)合材料電化學(xué)性能和儲鋰機理。用作鋰離子電池負(fù)極材料時,碳包覆Fe納米顆粒的可逆容量較高、循環(huán)性能和倍率性能較好。800℃熱解2h所得樣品在1C(372mA g-1)的

3、電流密度下,可逆容量為345mAh g-1,當(dāng)電流密度為5C(1.86A g-1)和10C(3.72A g-1)時,其仍有250mAh g-1和212mAh g-1的可逆容量。影響樣品電化學(xué)性能的主要因素為Fe3C的含量以及比表面積的大小,結(jié)晶度的影響較小。
　　其次,以葡萄糖為碳源、硝酸鐵為金屬源,先用一步水熱法合成碳包覆Fe2O3納米粒子,再用高溫煅燒制備碳包覆Fe3O4納米顆粒。研究了C/Fe摩爾比、水熱溫度、水熱時間、煅燒

4、溫度這四個參數(shù)工藝參數(shù)對碳包覆Fe3O4納米顆粒形貌與結(jié)構(gòu)的影響,并探討了其電化學(xué)性能和儲鋰機理。用作鋰離子電池負(fù)極材料時,碳包覆Fe3O4納米顆粒具有高可逆容量和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。C/Fe=10,190℃水熱9h,500℃煅燒2h所得樣品在1C(924mA g-1)電流密度下,可逆容量高達(dá)784mAh g-1,5C(4.62A g-1)和10C(9.24A g-1)時,仍分別達(dá)583mAh g-1和382mAh g-1。該優(yōu)