导读:本文包含了热化学反应论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:热化学,化学反应,体系,方程式,涂层,氢化物,陶瓷。
热化学反应论文文献综述
杨超,孙泉华[1]（2018）在《高温气体热化学反应的DSMC微观模型分析》一文中研究指出热化学耦合的非平衡现象一直是高温气体热化学问题研究的难点,制约了诸如爆轰波胞格结构、低温点火速率等现象的分析.本文以高温氮气离解和氢氧燃烧中的链式置换反应为例,从微观反应概率、振动态指定的反应速率、热力学非平衡态的宏观反应速率、碰撞后的能量再分配等角度,分析了直接蒙特卡罗模拟中的典型化学反应模型(TCE,VFD,QK模型)的微观动力学性质.研究发现,无论是高活化能的高温离解反应还是低活化能的链式置换反应,实际参与反应的分子的振动能概率分布都偏离了平衡态的Boltzmann分布,包含较强振动能额外影响的VFD模型可以很好地模拟高温离解反应,而TCE(VFD的一个特例)和QK模型对活化能较低的链式置换反应的预测效果相对更好.此外,化学反应碰撞后的能量再分配应遵循微观细致平衡原理,细微的偏差都可能造成平动能和振动能难以达到最终的平衡状态.直接蒙特卡罗模拟的应用评估结果表明,化学反应的振动倾向对热化学耦合过程产生了明显的影响,特别是由于高振动能分子更多地参与了化学反应,气体平均振动能的下降将影响后续化学反应的进行.(本文来源于《力学学报》期刊2018年04期）
王亚萍[2]（2017）在《喷雾—热化学反应法制备石墨烯复合磷酸铁锂锂离子电池正极材料的研究》一文中研究指出近年来,国内外电动汽车产业的发展突飞猛进,其中锂离子动力电池作为电动汽车的最重要部件之一无疑成为焦点而被广泛研究。在众多可选的正极材料中,聚阴离子磷酸铁锂正极材料因其具有安全性能高、热稳定性好、电化学性能好以及原材料储量丰富、成本低的等一系列优点,被广大研究者认为是最有应用前景的锂离子电池正极材料。但磷酸铁锂材料自身导电性极差,且目前市场上生产磷酸铁锂工艺较复杂、制备合成成本较高,这在一定程度上限制了其广泛应用。为解决这些问题,本论文以廉价的氧化铁为铁源通过喷雾-热化学反应法制备得到了性能优良的石墨烯复合磷酸铁锂材料。本文以磷酸锂(Li_2CO_3)、磷酸(H_3PO_4)、氧化铁(Fe_2O_3)和液态丙烯腈低聚物(LPAN)为原料,以去离子水作为分散介质,分别以普通球磨、纳米研磨结合喷雾干燥技术制备出石墨烯复合磷酸铁锂正极材料前驱体,前驱体经高温煅烧得到最终产物。并且对不同条件下制备的LiFePO_4材料的形貌、粒度、电导率、振实密度、晶体物相结构、电化学性能、循环伏安、阻抗等物化性质进行了表征,研究了材料结构与电化学性能的关系,主要研究内容及成果如下:1、以Li_2CO_3、H_3PO_4、Fe_2O_3为原料,LPAN为碳源,采用普通球磨法,合成了LiFePO_4正极材料,以此证明了方案的可行性,并探讨了Li/Fe摩尔比例对合成产物的物化性质影响,研究表明,Li/Fe摩尔比例为0.94时,制备得到的LiFePO_4正极材料粒径分布最均匀,电化学性能较佳,0.1 C和1 C电流密度下放电比容量分别能够达到120 mAh/g、81 mAh/g。2、采用了喷雾-热化学反应法制备石墨烯复合磷酸铁锂材料(G/LiFePO_4),探究了不同合成工艺对材料的物化性能的影响。得到最优方案为:先将氧化铁和磷酸混合研磨反应后再加碳酸锂、LPAN研磨喷雾烧结。此方案合成的G/LiFePO_4正极材料放电比容量及循环稳定性最好。3、进一步优化了喷雾-热化学反应法制备G/LiFePO_4工艺条件。以原材料配量比为出发点,对nLi/Fe=0.96~1.10条件制备的材料,结合粒度、SEM、XRD测试分析其对电化学性能的影响,研究表明:锂铁原子摩尔比为1.02时,合成的材料表面形貌最光滑、粒径分布均匀,电化学性能最优。随后,对LPAN添加量、前驱体煅烧温度等因素对材料粒度、形貌、物相和电化学性能的影响开展了详细探究与分析。4、实验结果表明:以Li_2CO_3、H_3PO_4、Fe_2O_3为原料,LPAN为石墨烯前驱体,配料摩尔比为Li:Fe:P=1.02:1:1,LPAN加入量为Li_2CO_3、H_3PO_4及Fe_2O_3叁种物料质量总和的20%,前驱体煅烧温度为700oC且保温6 h,制备得到的磷酸铁锂材料性能最佳,材料在0.1 C倍率下的放电比容量达到162 mAh/g,1 C倍率放电比容量稳定在129 mAh/g,经过50次循环后的容量保持率均达到99%以上,倍率测试表明,3 C、5 C、10 C电流密度放电比容量分别为114.8 mAh/g、106 mAh/g、85 mAh/g,表明其具备优异的高倍率充放电性能。最佳条件下制备的材料中值粒径D(0.5)=4.7μm,振实密度为1.32 g/cm3;由拉曼光谱及透射电镜图进一步验证了石墨烯复合层的存在;循环伏安测试显示材料充放电可逆性极好,极化程度很低;电化学测试表明:大电流密度(10 C)放电比容量接近100 mAh/g。通过一系列的研究,本论文制备的石墨烯复合磷酸铁锂材料具有优异的物化性能,且工艺简单,可操作性强,能耗低,产物无污染符合绿色低成本产业化的要求,为低成本制备性能优良的G/LiFePO_4提出了一条新的工业化生产道路。(本文来源于《深圳大学》期刊2017-06-30）
李强[3]（2017）在《喷雾—热化学反应法制备碳包覆与掺杂二元镍锰锂离子电池正极材料》一文中研究指出随着无人机、智能眼镜、VR等新型的电子产品不断问世,对电池的安全性、放电比容量、充放电次数等要求越来越高。富锂Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2正极材料具有高放电比容量而受到越来越多的关注。但该材料存在大倍率性能较差、循环稳定性不好等缺点。本文采用压力式喷雾干燥法来合成Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2,并通过元素掺杂和表面包覆提高材料大倍率性能和循环稳定性。具体内容如下:1、通过压力式喷雾干燥法优化不同条件来合成Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2。通过调节不同配锂量、设备的进风温度、压力等因素,研究其对所制备材料晶体结构和电化学性能等的影响。实验结果显示:以Li OH、Li2CO3、LiNO3为锂源来制备Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2,50次充放电循环后,LiOH为锂源时的容量最高。其次当配锂量为1.00 mol(化学计量比)、进风温度为170℃时,材料的综合性能最好。通过调节喷雾器的压力得到纳米结构的Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2材料。当喷雾压力为0.6 MPa时,样品粒径均在150~200 nm之间,在2.5~4.8 V、1 C倍率下循环50次放电容量为153.4 mAh/g。在优化以上反应条件下合成Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2的电化学性能优良。2.5~4.8 V电压范围内充放电,0.1 C条件下50次后放电容量为227 mAh/g;1 C条件下100次后放电容量为160.1 mAh/g。当充放电电压范围扩大到2.0~4.8 V时,0.1 C条件下50次后放电容量为231.4 mAh/g;1 C条件下100次后放电容量为166.4 mAh/g。2、通过微量的Co掺杂替代部分的Ni和Mn,来改善Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2在循环过程中结构的稳定性。Co掺杂Li1.2Ni0.2-x/2Mn0.6-x/2CoxO_2在一定程度下可降低Li+/Ni~(2+)混排。随着Co掺杂量的增加,材料的结晶度也随之增高。所有样品均为层状结构,并且六方层状结构越好,锂离子就更容易脱嵌。当掺杂量为0.06时,材料的循环稳定性最好。2.0~4.8 V电压范围内,0.1 C时50次后放电容量256.1mAh/g,容量保持率为92.4%;1 C时100次后放电容量179 mAh/g。3、通过不同质量的Al_2O_3包覆Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2可以有效地避免材料与电解液的接触,减少了电解液与材料之间的副反应。当包覆量为3wt.%时,2.0~4.8 V电压范围内0.1 C时50周后放电容量为263 mAh/g,容量保持率为89.5%。1 C时100周循环后容量为185.5 mAh/g。通过LPAN包覆、掺杂Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)O_2样品。LPAN在高温下形成一种网状类石墨烯结构,降低了材料的表面电阻,使材料在高电压条件下的循环稳定性得到提升和放电比容量得到增加。当包覆量为20wt.%时,2.0~4.8 V电压范围内0.1C 50次循环后放电容量为262.5 mAh/g,容量保持率为98.3%;1 C倍率下100次循环后的放电容量为177.5 mAh/g。LPAN包覆、掺杂样品时不仅可以避免材料与电解液的直接接触,并且在更大的电压范围内充放电,LPAN包覆、掺杂时对材料的结构稳定性起着巨大作用。当包覆量为20wt.%时在1.5~4.8 V电压范围内,0.1 C充放电循环50次后放电容量为290.5 mAh/g,容量保持率为85.8%。(本文来源于《深圳大学》期刊2017-06-30）
姚博伟[4]（2017）在《悬浮颗粒型直吸式太阳能热化学反应装置能量转化特性研究》一文中研究指出环境污染和能源紧张是人类目前面临的两大难题,太阳能因其资源丰富、使用过程清洁无污染等优势受到了人们的广泛关注。太阳能热化学转换技术作为一种新型的太阳能热利用技术,不仅可以很好地解决太阳能分布不均的问题,而且还可以通过反应转换得到其他高品位能源。太阳能热化学反应器/集热器是实现能源转换的核心元件,目前的研究重点是提升反应器的集热效率和能量转换效率。悬浮颗粒型直吸式太阳能热化学反应器依靠粒子系直接吸收太阳能,反应腔内能够获得更均匀的热量分布,提升了集热效率,并且可以降低腔体内壁的热负荷,因此具有较好的发展应用前景。本文首先利用Mie理论对反应器内悬浮粒子系的热辐射特性进行计算。计算结果表明,在一定质量流量下,大粒径颗粒的粒子系在0.2-10μm波段的衰减系数变化不大且值很小,小粒径颗粒的粒子系的衰减系数随波长的变化较大。衰减系数的峰值位置随着粒径的增大向波长大的方向移动。在0.5μm的粒径下,增大颗粒的质量流量(即增大体积分数)能够在0.2-4μm波段显着提高粒子系的衰减系数。其次搭建了旋流型直吸式太阳能热化学反应实验装置,分别对不同主流流速和保护气流速下粒子系的吸热特性进行实验研究。实验测试发现石英玻璃窗口有颗粒沾染现象,加大保护气流速会减轻玻璃窗口的污染,提升腔体中心的温度。利用Fluent软件对实验装置内的流场和温度场进行数值模拟研究,模拟结果表明,部分颗粒会向石英玻璃窗口运动,与实验过程出现的现象一致,加大保护气流速可以降低玻璃窗口上的颗粒浓度。最后对带有螺旋凹槽结构的太阳能裂解反应器进行传热特性分析,并利用Fluent软件对反应器内甲烷高温裂解制氢过程进行数值模拟研究。模拟结果发现甲烷气流中添加碳颗粒可以使反应腔获得更加均匀的温度分布,并且提升了反应的转换率。当CH4气流流速为0.5m/s,Ar气流流速为1m/s时,添加质量流量为10-5kg/s的碳颗粒,H2和C的产量分别提高了1.43mol/m3和0.56mol/m3。主流流速的增加可以增加气流的旋流性、延长运动距离,但同时也加快了颗粒的运动速度,因此过高的主流流速反而降低了颗粒的停留时间,对集热和反应都不利。选用小粒径颗粒,适当增大颗粒的质量流量可以提升氢气的产量。(本文来源于《上海电力学院》期刊2017-05-01）
张欣欣,薛庆国,郭占成,王静松,李俊[5]（2016）在《全氧条件下高炉高温热化学反应与能质传递协同原理》一文中研究指出高炉作为目前主要的炼铁工艺,经过上百年的发展,其碳耗已接近该工艺的理论最低值,很难再有大的突破。氧气高炉作为一种新型炼铁工艺,其可行性以及在节碳减排方面的突出优势已经在理论上和试验性高炉上得到了证实。该工艺由于采用全氧鼓风代替传统的热风操作,同时将炉顶煤气脱除CO2后循环回高炉,使得炉内煤气中的CO和H2含量大幅增加,从而导致炉内炉料的冶金性能也发生了变化。为了推进氧气高炉工艺的工业化应用,对氧气高炉炼铁工艺进行了系统的研究。该研究建立了一种氧气高炉综合数学模型,对不同氧气高炉工艺流程进行模拟计算,并采用多种评价指标对氧气高炉炼铁工艺进行综合评价,确定适宜的氧气高炉工艺流程,为研究开发氧气高炉炼铁工艺提供理论基础。以氧气高炉数学模型为基础,在不同气氛下分别进行烧结矿、球团矿和块矿的低温还原粉化实验,分析氧气高炉气氛下含铁炉料的低温还原粉化特性。利用高温还原熔滴实验装置,进行不同操作条件下(传统高炉和氧气高炉)含铁炉料的高温软熔特性实验研究,讨论氧气高炉气氛与传统高炉气氛下炉料软熔特性的差异,初步探索氧气高炉软熔带的形成及分布规律。采用程序还原及软熔实验装置,通过设定升温制度及分段改变煤气成分来模拟烧结矿、球团矿及其混合矿在氧气高炉与传统高炉中的还原及软熔行为,对炉料在氧气高炉工艺条件下的还原及软熔性质演变规律作出分析判断。以氧气高炉数学模型为基础,采用自制的单颗粒还原实验装置对球团矿在H2、CO以及两者的混合气氛中的还原行为及其交互作用进行了研究;采用颗粒模型与叁界面未反应核模型相结合的方法对球团矿在CO/CO2/H2/H2O/N2混合气氛下的还原行为进行数值模拟研究;用单颗粒焦炭溶损实验装置,分别对H2O、CO2以及两者的混合气氛中的焦炭的溶损行为及其交互作用进行了研究。通过利用仿真模拟系统建立了氧气高炉的数学模型对氧气高炉的内部运行状况进行了深入研究,分别采用粘性流方法和离散元方法对炉料下降运动进行数值模拟研究;建立了高炉风口回旋区的二维数学模型,对氧气高炉中气体的流动、煤粉颗粒的运动、气体的传热(气体间的传热和气体与颗粒间的传热等)、颗粒的传热(颗粒之间的传热及与气体间的传热等)、燃烧(煤粉和焦炭的燃烧)等过程进行了深入研究;通过建立一维和二维的气固换热与反应动力模型,对氧气高炉内部的温度分布、压力分布以及不同相之间的换热情况进行了深入了解。(本文来源于《科技资讯》期刊2016年16期）
张媛,周小飞[6]（2016）在《热化学反应法制备Al_2O_3基陶瓷涂层的组织与性能》一文中研究指出采用热化学法在1Cr18Ni9钢表面制备Al_2O_3基陶瓷涂层,利用SEM、EDS等微观分析仪器研究了结合层的微观形貌、成分及组织结构,利用浸泡腐蚀实验检测了涂层的耐蚀性。结果表明,涂层致密均匀,与基体发生了化学反应,陶瓷涂层的存在有效的提高了1Cr18Ni9钢的抗酸、碱腐蚀能力。(本文来源于《铸造技术》期刊2016年06期）
吴亮[7]（2016）在《热化学反应制备钢基陶瓷复合涂层及其性能研究》一文中研究指出近年来,随着高新技术不断发展,工程机械、设备及构件的工作条件日益苛刻。单纯的金属材料在很多领域显现出严重的摩擦磨损、冲击腐蚀,表现出使用寿命短、甚至难以胜任的地步。而陶瓷材料具有极高的熔点和硬度,化学稳定性强,耐高温、耐腐蚀,较低的热膨胀系数和摩擦系数,良好的耐磨性。考虑到单一材料各自独特的优异性能和明显的性能弱点,本论文试图在钢基体表面制备具有特殊功能的陶瓷涂层,即钢基陶瓷复合涂层。它能改变金属底材外表面的形貌、结构及化学组成,并赋予底材新的性能。陶瓷与钢基体适当的复合,可以起到取长补短,相得益彰的特殊效能。本论文通过对钢基陶瓷复合涂层的研究现状和热化学反应法的研究现状的综述,指出了近年来使用热化学反应法工艺制备钢基陶瓷复合涂层的发展历程和研究成果,论证了使用热化学反应法这种工艺制备钢基体陶瓷复合涂层的可行性。本论文还通过对热化学反应法制备钢基陶瓷复合涂层的特点的描述、粘接机理(化学作用、吸附作用、机械作业、扩散作用)的分析，得到热化学反应法制备钢基陶瓷复合涂层相比其他的方法和手段具有更大的优势的结论。依据本论文的研究目标,本论文阐述了研究的叁大主要任务：探索钢基陶瓷复合涂层的配方比例；探索钢基陶瓷复合涂层的固化工艺；对所制备的钢基陶瓷复合涂层进行性能检测。本论文涉及一种钢基表面陶瓷复合涂料层及其制备方法,其特点是：钢基表面陶瓷复合涂料层由碳化硅、氧化铝、二氧化硅、水玻璃、铝粉、铬铁粉等组成。为确定涂层各组分的百分含量以及固化工艺参数对涂层综合性能的影响,使用正交法与改变加料量的实验方法,最终得出：将影响复合涂层综合性能的主要因素按如下比例配置,混合填料(氧化铝与碳化硅的比例为1：1)6.0g、二氧化硅(纳米级的粉末占20%-30%)5.0g、硅酸钠(模数为3.2)7.9g,按照这样的配方比例能得到性能更优良的陶瓷复合涂层。为进一步地提高陶瓷复合涂层的综合性能,试验还对陶瓷复合涂层进行了改性,文章对改性方法和技术途径也进行了详细的论述,通过添加纳米二氧化硅,改善了涂层与钢的膨胀系数匹配程度；通过添加质量分数20%-25%的铝粉,改善组织缺陷,增加涂层组织的致密性；通过添加质量分数为10%左右的铬铁粉,大大提高了涂层与钢基体的冶金结合强度。经搅拌均匀后再涂敷于钢基体上,将混合胶料朝一个方向均匀涂敷在钢基体表面,涂敷厚度为0.5～2mm,为确保在固化过程中不出现起泡、保证涂层内部的结构均匀、组织致密,先将涂敷好的试样在室温晾置16h左右,然后放在烤箱中分两个阶段升温固化,第一次进行低温固化,低温固化的温度为90℃左右,时间为1h左右；主要是加快散失游离水、防止水分沸腾,但此温度还不足以使涂层与基体发生较为复杂的、对二者的粘结强度有良好影响的热化学反应,故须二次升温固化。第二阶段,待低温升温固化完成后,再一次进行高温升温固化处理,高温固化温度为450℃～600℃,时间为8h左右,这一固化过程主要是脱去硅酸盐产物产生的结晶水、促进分子间脱水缩合反应的发生、促使钢基体与陶瓷涂层的界面处发生复杂的热化学反应。本论文制备钢基表面陶瓷复合涂层方法,采用二次不同温度的固化工艺,合理地解决了固化时间与陶瓷复合涂层质量的冲突,有助于过渡层陶瓷增强相的生成。本论文还对试样进行了机械性能的测试,包括拉伸剪切强度测试、耐磨性测试、热震性测试、硬度测试、耐酸碱盐腐蚀性测试,弯曲性能测试,其具有良好的抗拉伸剪切性能、耐磨性、热震性、耐酸碱盐腐蚀性、抗弯曲性。接下来,本论文还对热化学反应法制备钢基陶瓷复合涂层的影响因素进行了分析,并用电子扫描显微镜对涂层的粒度分布及截面形貌进行分析,解释了试样的性能接近一些相关文献所给的平均值的原因。本论文还针对试验中出现的问题和难点,指出了本试验不足之处,并对此提出了改进的建议。最后,本论文用热化学反应法成功地制备钢基体陶瓷复合涂层,而且,用本论文探究的方法制得的钢基体陶瓷复合涂层的综合性能良好。本论文的意义在于：运用相对简单合理的技术和方法,结合陶瓷、钢材的优点,用极少量的材料取代大量、昂贵的整体材料,极大地降低产品的加工成本,同时,还能达到提高产品质量、延长产品使用寿命、节约资源和能源的目的。制备的钢基陶瓷复合涂层优势显着：工艺简单,施工方便,具有低投入、高回报等特点。特别地,该技术使用的无机粘结剂不仅拥有一般粘结剂的优点,还具有无毒、环保、耐火、低温固化、高温使用等特点,使用性能好,涂层质量高,具有很好的推广应用价值,这将拓宽钢基陶瓷复合涂层材料在机械、冶金、采矿、勘探、石化、化工、交通、电力、国防、军事等领域的应用范围。(本文来源于《长江大学》期刊2016-04-01）
仲敬荣,余春荣,任一鸣,柏云[8]（2016）在《UF_4在氧或湿氧中热化学反应研究》一文中研究指出采用显微激光拉曼光谱技术、称重及形貌观察等手段,开展了UF_4在氧气或相对湿度93%湿氧气氛中的热化学反应实验研究,获取了UF_4不同温度时效后的质量、颜色及失重情况,以及反应前后不同铀化合物的拉曼光谱。结果表明:UF_4在氧气或湿氧中加热至200℃时,性质稳定,其拉曼光谱基本无变化;250~600℃时,样品表面颜色发生明显变化。拉曼光谱分析发现,在氧气气氛中有UO_2F_2、UO_2、U_3O_8,在湿氧气氛中有UO_2F_2、UO_2F_2·2H_2O、UO_2F_2·nH_2O、UO_2、U_3O_8等多种铀化合物生成。随着温度的升高,UF_4在氧气中的化学反应速率呈现由慢到快再到慢的变化趋势。(本文来源于《原子能科学技术》期刊2016年01期）
孙峰,彭浩,凌祥[9]（2015）在《中高温热化学反应储能研究进展》一文中研究指出热化学反应储能可实现能源的高效转换、长时储存和远距离输运,在大规模储能领域有广阔的应用前景,是当前储能研究的热点之一。文章着眼于反应温度介于573~1273 K的中高温热化学反应体系:金属氢化物体系、氧化还原体系、有机体系、无机氢氧化物体系以及氨分解体系,从实验研究、数值模拟与技术创新等方面评述了当前几种有发展前景的储能体系的研究进展,并介绍了典型的示范工程。根据各体系研究中存在的问题,探讨和展望了其发展趋势。(本文来源于《储能科学与技术》期刊2015年06期）
张广建[10]（2015）在《例析热化学反应方程式考查热点》一文中研究指出热化学方程式是表示化学反应热效应的化学方程式,表示化学反应中的物质变化和焓变(或能量变化、热量变化),是高考命题的热点,也是重点,也是必考点.结合反应热的考查,热化学方式式有多重考查方式.一、比较反应热的大小例1下列各组热化学方程式程中,化学反应(本文来源于《中学生理科应试》期刊2015年10期）
热化学反应论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
近年来,国内外电动汽车产业的发展突飞猛进,其中锂离子动力电池作为电动汽车的最重要部件之一无疑成为焦点而被广泛研究。在众多可选的正极材料中,聚阴离子磷酸铁锂正极材料因其具有安全性能高、热稳定性好、电化学性能好以及原材料储量丰富、成本低的等一系列优点,被广大研究者认为是最有应用前景的锂离子电池正极材料。但磷酸铁锂材料自身导电性极差,且目前市场上生产磷酸铁锂工艺较复杂、制备合成成本较高,这在一定程度上限制了其广泛应用。为解决这些问题,本论文以廉价的氧化铁为铁源通过喷雾-热化学反应法制备得到了性能优良的石墨烯复合磷酸铁锂材料。本文以磷酸锂(Li_2CO_3)、磷酸(H_3PO_4)、氧化铁(Fe_2O_3)和液态丙烯腈低聚物(LPAN)为原料,以去离子水作为分散介质,分别以普通球磨、纳米研磨结合喷雾干燥技术制备出石墨烯复合磷酸铁锂正极材料前驱体,前驱体经高温煅烧得到最终产物。并且对不同条件下制备的LiFePO_4材料的形貌、粒度、电导率、振实密度、晶体物相结构、电化学性能、循环伏安、阻抗等物化性质进行了表征,研究了材料结构与电化学性能的关系,主要研究内容及成果如下:1、以Li_2CO_3、H_3PO_4、Fe_2O_3为原料,LPAN为碳源,采用普通球磨法,合成了LiFePO_4正极材料,以此证明了方案的可行性,并探讨了Li/Fe摩尔比例对合成产物的物化性质影响,研究表明,Li/Fe摩尔比例为0.94时,制备得到的LiFePO_4正极材料粒径分布最均匀,电化学性能较佳,0.1 C和1 C电流密度下放电比容量分别能够达到120 mAh/g、81 mAh/g。2、采用了喷雾-热化学反应法制备石墨烯复合磷酸铁锂材料(G/LiFePO_4),探究了不同合成工艺对材料的物化性能的影响。得到最优方案为:先将氧化铁和磷酸混合研磨反应后再加碳酸锂、LPAN研磨喷雾烧结。此方案合成的G/LiFePO_4正极材料放电比容量及循环稳定性最好。3、进一步优化了喷雾-热化学反应法制备G/LiFePO_4工艺条件。以原材料配量比为出发点,对nLi/Fe=0.96~1.10条件制备的材料,结合粒度、SEM、XRD测试分析其对电化学性能的影响,研究表明:锂铁原子摩尔比为1.02时,合成的材料表面形貌最光滑、粒径分布均匀,电化学性能最优。随后,对LPAN添加量、前驱体煅烧温度等因素对材料粒度、形貌、物相和电化学性能的影响开展了详细探究与分析。4、实验结果表明:以Li_2CO_3、H_3PO_4、Fe_2O_3为原料,LPAN为石墨烯前驱体,配料摩尔比为Li:Fe:P=1.02:1:1,LPAN加入量为Li_2CO_3、H_3PO_4及Fe_2O_3叁种物料质量总和的20%,前驱体煅烧温度为700oC且保温6 h,制备得到的磷酸铁锂材料性能最佳,材料在0.1 C倍率下的放电比容量达到162 mAh/g,1 C倍率放电比容量稳定在129 mAh/g,经过50次循环后的容量保持率均达到99%以上,倍率测试表明,3 C、5 C、10 C电流密度放电比容量分别为114.8 mAh/g、106 mAh/g、85 mAh/g,表明其具备优异的高倍率充放电性能。最佳条件下制备的材料中值粒径D(0.5)=4.7μm,振实密度为1.32 g/cm3;由拉曼光谱及透射电镜图进一步验证了石墨烯复合层的存在;循环伏安测试显示材料充放电可逆性极好,极化程度很低;电化学测试表明:大电流密度(10 C)放电比容量接近100 mAh/g。通过一系列的研究,本论文制备的石墨烯复合磷酸铁锂材料具有优异的物化性能,且工艺简单,可操作性强,能耗低,产物无污染符合绿色低成本产业化的要求,为低成本制备性能优良的G/LiFePO_4提出了一条新的工业化生产道路。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
热化学反应论文参考文献
[1].杨超,孙泉华.高温气体热化学反应的DSMC微观模型分析[J].力学学报.2018
[2].王亚萍.喷雾—热化学反应法制备石墨烯复合磷酸铁锂锂离子电池正极材料的研究[D].深圳大学.2017
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