收藏本站
《上海第二工业大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于废旧锂离子电池的回收制备氧化钴及其光电性能研究

沈新颖  
【摘要】:当今时代,随着手机等电子产品更新换代速度的不断加快,锂离子电池的需求量也急剧增加,产生了大量的废旧锂电池。废旧锂离子电池中含有许多有价金属元素,若随意丢弃,会造成极大的资源浪费,同时废旧锂离子电池中含有许多有害成分,若处置不当,会对土壤、河流和空气造成一定的污染,进而威胁人类健康。经济的爆发式发展导致煤、石油、天然气等能源的消耗日益加剧,严重影响了人们的日常生活。有害气体排放量的不断增加以及污染物带来的全球变暖、海平面上升、雾霾、酸雨等一系列的环境问题,无不与此相关。因此,人们希望开发利用一些环保的可再生能源来替代传统的一次能源,从而大大较少对环境造成的污染。然而,绿色可再生能源因受地域、时间、季节等因素的约束,不能被直接利用。因此,开发一种高效节能的能源储存系统成为当前科学界要解决的首要问题。超级电容器作为一种新型的能量转化与存储装置,因具有绿色环保、安全性能高、使用寿命长、免维护、容量大等优点而备受人们的关注,是一种很有前景的能量储备装置。然而,超级电容器的实业化应用受到其电极材料的制约,因此研发制备出高性能的能够适合市场所需的电容器电极材料具有重要意义。本文利用热液法合成了不同形貌的Co_3O_4活性材料,制备出了高性能的电极材料,并对其形貌、结构及其光电化学性能进行了表征和测试。课题的研究对于超级电容器的发展具有重要意义和研究价值。主要研究工作如下:(1)以HCl浸出液为钴源,采用水热-热分解法在FTO玻璃上生长了Co_3O_4薄膜。XRD和SEM表征结果显示:所得样品晶型完整,纯度高,呈现纳米棒阵列结构。Co_3O_4纳米棒直径约为80 nm,长约14μm,是由众多的Co_3O_4纳米小颗粒组合而成。电化学测试结果表明:Co_3O_4电极材料的比电容为400 F/g,电化学性能与纯药品制得的电极材料的电化学性能相接近。(2)以HNO_3浸出液为钴源,采用水热-热分解法在FTO玻璃上生长了Co_3O_4薄膜。XRD和SEM测试结果显示:浸出液和纯药品制得的Co_3O_4纳米棒的晶型、形貌结构几乎一致,没有太大差别,纯度高,直径约为200 nm,长约14μm。电化学测试结果表明:Co_3O_4电极材料的比电容为502 F/g,具有接近纯药品制得的电极材料的电化学性能,且比以HCl浸出液为钴源制得的Co_3O_4电极材料的性能更为优异。(3)以HNO_3浸出液为钴源,采用一步溶剂热法,在160℃下合成了直径约为1μm的空心结构的Co_3O_4纳米微球。XRD和SEM测试结果表明:制得的Co_3O_4纳米微球是由粒径约50 nm,长度约200 nm的棒状颗粒构成,分散性好,比表面积大。电化学测试结果表明:Co_3O_4电极材料的电化学性能与纯药品制得的电极材料的电化学性能相接近。光催化结果显示:空心Co_3O_4纳米微球虽然具有介孔结构,但对罗丹明B的光催化效果不理想。降解过程中主要是由于Co_3O_4粉末的吸附作用,最大单位吸附量为0.04548mg/g。
【学位授予单位】:上海第二工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:X705

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 俞建群,徐政,方明豹,贾殿赠;一步室温固相化学反应法合成CuO纳米粉体[J];同济大学学报(自然科学版);2000年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔萌;;氧化铜纳米粒子的制备与表征[J];当代化工;2015年03期
2 汪涛;齐国权;;高压ZnO压敏电阻陶瓷材料研究进展[J];中国陶瓷;2011年12期
3 仝其根;甘小花;白云起;;山梨酸钠固相反应生产过程中的微观特征[J];中国食品学报;2011年08期
4 张艳鸽;杨风岭;郑直;;CuO纳米材料的研究进展[J];材料导报;2009年S1期
5 孙余凭;尹燕亓;顾瑾;夏恒军;;膜法富氧气及UF膜法CuO用于异丙苯氧化反应的研究[J];化学反应工程与工艺;2008年01期
6 王志伟;;沉淀-热解法合成CuO纳米粉的实验研究[J];青海大学学报(自然科学版);2007年05期
7 马云云;刘靖;谭涓;;超细CuO粉体用于异丙苯氧化反应的研究[J];工业催化;2006年07期
8 武秀文,蒋欣;纳米CuO粉体的制备及表征研究进展[J];化工装备技术;2004年04期
9 冯秀丽,董相廷,李秀芹,闫景辉,王进贤,刘钟馨,洪广言;氧化铜纳米有机溶胶的制备[J];长春理工大学学报;2004年01期
10 朱伟长,万玉宝,孙军,兰开东;氧化铜纳米粉的制备及分散方法[J];北京科技大学学报;2003年03期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 俞建群,贾殿赠,张校刚,夏熙,郑毓峰;纳米PbS的合成新方法——一步室温固相化学反应法[J];分子科学学报;1998年02期
2 熊纲,于山江,杨绪杰,陆路德,汪信;Y_2O_3纳米晶的制备和表征[J];功能材料;1998年01期
3 周根陶,刘双怀,郑永飞;沉淀转化法制备氧化铜超微粉末的研究[J];化学物理学报;1997年04期
4 李新勇,李树本;纳米半导体研究进展[J];化学进展;1996年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 苏芳;李相哲;徐祖宏;;新一代动力锂离子电池研究进展[J];电源技术;2019年05期
2 晏婷婷;郭小明;;废旧锂离子电池回收处理技术的研究进展[J];江西化工;2018年06期
3 杨杰;王婷;杜春雨;闵凡奇;吕桃林;张熠霄;晏莉琴;解晶莹;尹鸽平;;锂离子电池模型研究综述[J];储能科学与技术;2019年01期
4 高飞;朱艳丽;齐创;王松岑;杨凯;;锂离子电池安全事故激源浅析[J];电源技术;2019年03期
5 黄兵;;高电压锂离子电池组充电模式改造方案——锂离子电池管理研究之二[J];中国金属通报;2018年12期
6 黄红军;张晓雪;;回收废旧锂离子电池中有价组分的研究现状[J];电源技术;2019年04期
7 周会会;宋鹏;苏文彬;;锂离子电池火灾的灭火技战术研究[J];武警学院学报;2017年12期
8 ;全球首部《锂离子电池企业安全生产规范》发布[J];中国有色金属;2018年03期
9 李镇;;锂离子电池安全相关因素分析[J];电子世界;2018年12期
10 顾琮钰;孙均利;;三元锂离子电池火灾危险性分析[J];消防技术与产品信息;2018年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 连丽玲;李春南;黄奕钊;;新形势下对锂离子电池检测标准侧重点及不足的思考[A];探索科学2016年6月学术研讨[C];2016年
2 周恒辉;祁丽亚;信跃龙;杨程凯;吴恺;;构建自支撑柔性高能密度锂离子电池电极[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第三十分会:化学电源[C];2016年
3 孙维祎;于川茗;梁静;陶占良;陈军;;花状二硫化钼的制备及锂离子电池性能的研究[A];第七届全国物理无机化学学术会议论文集[C];2016年
4 余小清;陈国喜;邹嘉林;陈东云;王宣懿;;基于ANSYS的18650锂离子电池单体稳态热分析[A];2017年中国汽车先进技术应用大会论文集(《汽车实用技术》2017年第7期)[C];2017年
5 安宇鹏;张喆;常潇然;姜涛;荣常如;陈慧明;;动力锂离子电池单体耐振动性研究[A];2013中国汽车工程学会年会论文集[C];2013年
6 李林;殷秀楠;周建军;;锂离子电池隔膜中纳米通道的离子输运研究[A];2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题H 能源高分子[C];2015年
7 王程鹏;马增胜;周益春;;锂离子电池高容量电极材料的破坏预测[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
8 王海燕;;水系锂离子电池研究新进展[A];第七届中国储能与动力电池及其关键材料学术研讨与技术交流会论文集[C];2015年
9 余仲宝;;高功率锂离子电池的研制[A];第七届中国储能与动力电池及其关键材料学术研讨与技术交流会论文集[C];2015年
10 陈军;;锂离子电池若干无机与有机电极材料微纳化[A];中国化学会第十七次全国电化学大会大会报告[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 叶秋;我国磷酸钒锂/石墨锂离子电池制备技术达国际先进水平[N];中国有色金属报;2016年
2 本报记者 赵凤莉 通讯员 刘朝辉;石墨市场拓展新兴领域正当时[N];中国化工报;2013年
3 记者 李琮;高端锂电隔膜制造难题攻克[N];中国化工报;2014年
4 本报记者 李闻芝;隔膜业勿“跑马圈地”扎堆低端[N];中国化工报;2014年
5 记者 李闻芝;首个锂电隔膜国标明年出台[N];中国化工报;2013年
6 钱桂敬 中国轻工业联合会副会长 中国塑料加工工业协会理事长;实现隔膜产业链协同发展[N];中国化工报;2015年
7 邵宏;投资锂化学品仍须谨慎[N];中国化工报;2015年
8 本报见习记者 郭勉愈;锂离子电池成投资界关注焦点[N];科学时报;2011年
9 本报见习记者 辛雨 通讯员 马超;锂离子电池容量刷新“世界纪录”[N];中国科学报;2019年
10 记者 张梦然;锂离子电池有望成最廉价电力存储选择[N];科技日报;2019年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 田野;纳米储能材料的制备及其性能研究[D];湘潭大学;2017年
2 刘乐浩;铜、硅纳米颗粒的自组装及其在锂离子电池阳极中的应用[D];西北工业大学;2016年
3 陈宇阳;锂离子电池高电压正极材料镍锰酸锂的第一性原理研究[D];中国科学院大学(中国科学院物理研究所);2018年
4 詹元杰;正极补锂材料及其在锂离子电池中的应用[D];中国科学院大学(中国科学院物理研究所);2018年
5 裴一;0.5Li_2MnO_3·0.5LiMn_(0.5)Ni_(0.5)O_2基锂离子电池正极材料的物相调控及反应机制研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
6 王一博;3D打印柔性锂离子电池电极及其电化学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
7 王帅;数据驱动的锂离子电池剩余寿命预测方法研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
8 孙继杨;基于石榴石电解质的固态锂空气电池和固态锂离子电池的正极构筑及反应机制研究[D];中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所);2018年
9 马天翼;硅负极复合材料及其电化学界面特性研究[D];清华大学;2017年
10 李金峰;富锂层状材料Li-Ni-Mn-O的掺杂改性研究[D];清华大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苗璇;功能化碳/二硫化钼复合材料的构筑及其锂离子电池性能研究[D];西北师范大学;2018年
2 周丽丽;锂离子电池负极材料钒酸锂的制备、结构与性能[D];厦门大学;2017年
3 梁红;电动汽车锂离子电池的建模与SOC估计研究[D];东北大学;2017年
4 戴建辉;高安全锂离子电池功能复合隔膜的设计、制备与研究[D];厦门大学;2017年
5 江恒;Co_3(HCOO)_6@rGO复合材料在锂离子电池负极中的应用研究[D];厦门大学;2017年
6 叶鲁威;以ZIF-67为模板合成多层空心多面体材料及其锂离子电池性能研究[D];浙江理工大学;2019年
7 张天宇;碳纳米管基Ni_xS_y,MoS_2,TiO_2纳米复合材料的结构设计与锂离子电池性能研究[D];浙江理工大学;2019年
8 彭兴元;碳包覆磷酸铁锂和钛酸锂,MnO_2@碳多面体电极材料的制备及锂离子电池性能研究[D];浙江理工大学;2019年
9 廖振华;钼基复合材料的制备及其锂离子电池和电催化析氢性能研究[D];华中科技大学;2018年
10 辛月;锂离子电池高比容量富锂层状正极材料的制备及其表面改性研究[D];华中科技大学;2018年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026


丁香五月 啪综合