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研究生:曹瑋哲
研究生(外文):Wei-Che Tsao
論文名稱:中孔洞碳/氧化矽複合材料的合成與應用
論文名稱(外文):Synthesis and Applications of Mesoporous Carbon/Silica Composite
指導教授:林弘萍
指導教授(外文):Hong-Ping Ling
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:化學系碩博士班
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:107
中文關鍵詞:中孔洞碳/氧化矽複合材料保溫材料選擇性太陽輻射吸收材料
外文關鍵詞:Mesoporous Carbon/Silica Composite
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本研究利用不同合成方式合成中孔洞碳/氧化矽複合材料作為選擇性太陽輻射吸收材料,並以氮氣等溫吸附脫附儀及熱重分析儀得到樣品之碳比表面積數據及樣品含碳量與其日照實驗的升溫數據相比較,得出樣品輻射吸收能力。經由鹼式合成法可合成出高碳比表面積(900~1800 m2g-1)與高含碳量(25~33%)的中孔洞碳/氧化矽複合材料,而以氧化矽模板法則可合成出可調控材料粒徑大小(100 nm~2 um)的中孔洞碳/氧化矽複合材料,且合成之中孔洞碳/氧化矽複合材料在日照實驗中其吸收輻射的能力優於竹碳與活性碳XC-72。
另外,嘗詴將奈米銅金屬導至中孔洞碳/氧化矽複合材料結構中,提升複合材料導熱能力。並藉由控制不同熱處理過程生成具有不同氧化態的金屬奈米複合材料。亦因此發展出奈米氧化亞銅在氧化矽、碳或碳/氧化矽擔體上的合成方式。
最後利用界面活性劑P123與矽酸鈉,將中孔洞氧化矽合成於石墨化介相瀝青粉末(MGP)表面,在不同MGP用量下合成出的負極材料,經由製成硬幣型電池充放電測詴及循環壽命測詴,探討此負極材料之充放電特性、循環壽命。結果顯示,隨著MGP用量增加其電容量亦隨之增加並會達到一最佳化條件,以最佳條件進行實驗時可將MGP理論電容量320 mAh/g提升至~440 mAh/g,經過0.1 C 五十圈充放電循環後,依然可維持穩定的電容量值。
This research uses different composing ways to synthesize Mesoporous carbon/Silica composite material as selective solar-absorber materials, and we use Nitrogen adsorption/desorption isothermal measurements and Thermogravimetric Analyzer –TGA to obtain the specimen’s data of carbon specific surface and its carbon content. Comparing with the rising-temperature data of the experiment which is illuminated by sunlight, we can know the former’s radiation absorptive capacity. This composing way makes use of PF resin, Polymer surfactants, and Sodium silicate and let them homogeneous mixing within highly alkaline solution (pH>11), and acidifies by vitriol solution to adjust gel solution‘s PH value from 4.0 to 6.0. It’s also via pyrolysis to generate Mesoporous carbon and Silica composite material with high Carbon specific surface (900~1900 m2g-1) and high Carbon content(25~33%). On the other hand, Silica template is the composing way of using polymer surfactants’ micelle within the certain concentration. This way can synthesize out the controllable-diametered (100 nm~2 um) Mesoporous carbon/silica composite material whose radiation absorptive capacity illuminated by sunlight is better than Bamboo Charcoal and Active carbon XC-72.
Moreover, we attempt to combine nano cuprous oxide with Mesoporous carbon/silica composite material for increasing the composite’s heat conduction capacity, and also use different ways of controlling heat treatment to generate the metal nano-composites in varied oxidation state. As a result, there are some composing ways of synthesizing nano cuprous oxide into silica and carbon or carbon and silica support.
Finally, we use Surface-active agent P123 and Sodium Silicate to synthesize Mesoporous carbon/silica composite material on the surface of Mesophase graphite powder (MGP).The anode materials in different MGP measurement experiment by
coin cell charge/discharge test and cycle life test for analyzing their traits of cell charge/discharge and cycle life. As a result, the more MGP we increase, there is much capacitance. Besides, it can reach to the optimum condition. When doing experiment in optimum condition, we can increase MGP capacitance from 320 mAh/g to 420 mAh/g. In conclusion, the anode materials still maintain in constant capacitance after 0.1 C fifty cell charge/discharge cycles.
目錄
第一章 序論 ............................................................ - 1 -
1.1 孔洞材料介紹 .................................................. - 1 -
1.2 界面活性劑簡介 ................................................ - 1 -
1.2.1 界面活性劑的分類 ............................................ - 2 -
1.2.2 微胞的形成 .................................................. - 3 -
1.2.3 微胞的形狀 .................................................. - 4 -
1.3 酚醛樹脂簡介 .................................................. - 5 -
1.4 矽酸鹽的基本概念 .............................................. - 7 -
1.5 中孔洞碳/氧化矽複合材料的應用與製造 ........................... - 9 -
1.5.1 鹼式合成法合成中孔洞碳/氧化矽複合材料 ...................... - 10 -
1.5.2 模板法合成中孔洞碳/氧化矽複合材料 .......................... - 12 -
1.6 奈米金屬的簡介 ............................................... - 15 -
1.7 鋰離子電池簡介 ............................................... - 16 -
1.7.1 鋰離子電池工作原理 ......................................... - 16 -
1.7.2 鋰離子電池組成 ............................................. - 18 -
1.7.3 石墨化介相瀝青粉末(Mesophase Graphite Powder) ............ - 23 -
第二章 實驗部份 ....................................................... - 25 -
2.1 化學藥品 ..................................................... - 25 -
2.2 中孔洞碳/氧化矽複合材料的合成方法 ............................ - 26 -
2.2.1 利用鹼式合成法合成中孔洞碳/氧化矽複合材料之合成步驟 ........ - 26 -
2.2.2 利用呋喃醇聚合在矽模板內合成中孔洞碳/氧化矽混合材料之步驟 .. - 27 -
2.3 含奈米銅粒子之中孔洞碳/氧化矽複合材料合成步驟 ................ - 28 -
2.3.1 以乾式含浸法合成奈米亞銅粒子於碳(氧化矽)載體材料之步驟 ..... - 28 -
2.3.2 以其他方式合成金屬於中孔洞碳/氧化矽複合材料之步驟 .......... - 29 -
2.4 以S.S.合成中孔洞氧化矽包覆高導電碳提升電容量實驗之合成步驟 .. - 29 -
2.4.1 MGP/Silica複合材料之充放電性質測詴步驟 ..................... - 30 -
2.5 升溫日照實驗 ................................................. - 30 -
2.6 產物的鑑定 ................................................... - 32 -
2.6.1 氮氣等溫吸附/脫附儀 (N2 adsorption/desorption isotherm) ..... - 32 -
2.6.2 熱重分析儀 (Thermogravimetn’c analysis;TGA ) ............. - 35 -
2.6.3 X-射線粉末繞射光譜 (Powder X-Ray Diffraction;PXRD) ........ - 36 -
2.6.4 穿透式電子顯微鏡(Transmission Electron Microscopy ;TEM) .... - 37 -
2.6.5 掃描式電子顯微鏡 (Scanning Electron Microscopy ; SEM ) ..... - 37 -
2.6.6 X光能量散佈光譜儀(Energy Dispersive Spectrometer ;EDS ) .... - 37 -
第三章 中孔洞碳╱氧化矽複合保溫材料 ................................... - 38 -
3.1 研究動機與目的 ............................................... - 38 -
3.2 以鹼式合成法合成中孔洞碳/氧化矽複合材料之研究 ................ - 38 -
3.2.1 實驗設計 ................................................... - 39 -
3.2.2 改變酚醛樹脂的種類 ......................................... - 40 -
3.2.3 改變不同界面活性劑對於合成中孔洞碳/氧化矽複合材料之研究 .... - 57 -
3.3 以模板法合成中孔洞碳/氧化矽複合材料之研究 .................... - 65 -
3.3.1 矽酸鈉熟化時間八分鐘時改變pH值所合成出的中孔洞碳/氧化矽複合材料之研究 ........................................................... - 65 -
3.3.2 矽酸鈉在不同熟化時間所合成出的中孔洞碳/氧化矽複合材料之研究 - 68 -
3.3.3 改變氧化矽模板表面酸性合成之中孔洞碳/氧化矽複合材料之研究 .. - 71 -
3.3.4 氧化矽模板經不同天數水熱後合成之中孔洞碳/氧化矽複合材料的研究- 74 -
3.4 結論 ......................................................... - 77 -
第四章 中孔洞金屬複合材料 ............................................. - 78 -
4.1 研究動機與目的 ............................................... - 78 -
4.2 中孔洞金屬銅-碳/氧化矽複合材料之研究 ......................... - 78 -
4.2.1 不同溫度下熱裂解持溫時間對於奈米金屬銅的影響 ............... - 78 -
4.3 中孔洞氧化亞銅複合材料之研究 ................................. - 82 -
4.3.1 合成中孔洞奈米氧化亞銅-氧化矽複合材料 ...................... - 82 -
4.3.2 合成中孔洞奈米氧化亞銅-碳複合材料 .......................... - 87 -
4.4 以其他方式合成金屬-中孔洞碳/氧化矽材料之研究 ................. - 91 -
4.4.1 水熱法 ..................................................... - 91 -
4.4.2 利用高分子Polyethylenimine摻入高分子合成法 ................ - 93 -
4.5 結論 ......................................................... - 94 -
第五章 鋰離子二次電池負電極材料 ....................................... - 95 -
5.1 研究動機與目的 ............................................... - 95 -
5.2 以矽酸鈉S.S.合成中孔洞氧化矽材料包覆MGP之研究 .............. - 96 -
5.3 結論 ........................................................ - 100 -
第六章 總結 .......................................................... - 101 -
參考資料 …………………………………………………………………………………- 103 -
圖目錄
第一章 序論 ............................................................ - 1 -
圖1-1 界面活性劑水溶液之表面張力與界面活性劑的關係圖以及在臨界微胞濃度前後的界面活性劑結構示意圖。 ............................................ - 3 -
圖1-2 Novolac-type酚醛樹脂於酸性催化下的反應機構 ................... - 5 -
圖1-3 Resole-type酚醛樹脂於鹼性催化下的反應機構 .................... - 6 -
圖1-4 Resole-type酚醛樹脂在過量鹼性下可能產生的縮聚合物類型 ........ - 6 -
圖1-5 Resol-type酚醛樹脂加熱硬化時由(-CH2OCH2-)脫去甲醛後之三維結構圖- 6 -
圖1-6 矽酸鹽聚合速率及表面電荷密度與pH值關係圖 ..................... - 7 -
圖1-7 Silica聚合體形式與pH值關係 .................................. - 8 -
圖1-8 (A)中孔洞碳/氧化矽複合材料吸收輻射轉換為熱能過程示意圖 (B)中孔洞碳/氧化矽複合材料作為集熱板中集熱物質,可有效將輻射能轉換成熱能並加熱集熱板中管線的水 .............................................................. - 9 -
圖1-9 酚醛樹脂的分子結構式,各種酚醛樹脂的性質差異來自於分子量不同以及高分子鏈上之酚、醇官能基比例及官能基數量不同導致的差異。 ................. - 10 -
圖1-10 矽酸鈉與界面活性劑與酚醛樹脂結合示意圖 ....................... - 11 -
圖1-11 合成中孔洞碳/氧化矽複合材料及中孔洞碳材之流程示意圖 .......... - 11 -
圖1-12 規則六角形排列之中孔洞碳材之XRD圖(左)及TEM圖(右)。 ......... - 12 -
圖1-13 以(A) MCM-41 (B) SBA-15 為固體模板合成碳材示意圖。 ........... - 13 -
圖1-14 鋰離子電池之工作原理 ......................................... - 16 -
圖1-15 鋰離子電池充放電示意圖 ....................................... - 17 -
圖1-16 鋰離子電池用傳統碳粉材料分類圖 ............................... - 19 -
圖1-17 高容量碳粉材料分類圖 ......................................... - 20 -
圖1-18 石墨結構圖 ................................................... - 21 -
圖1-19 石墨結構之(a)單層俯視圖(b)層狀堆排圖 ..................... - 21 -
圖1-20 非石墨化碳碳層排列示意圖 ..................................... - 22 -
圖1-21 MGP碳材製造過程 ............................................. - 24 -
圖1-22 液晶界相球 Brooks-Taylor 模型 ................................ - 24 -
第二章 實驗部份 ....................................................... - 25 -
圖2-1 日照實驗裝置示意圖 ........................................... - 31 -
圖2-2 (A)氮氣等溫吸附/脫附曲線的六種型式 (B)氮氣等溫吸附/脫附曲線的四種型式的遲滯現象 ......................................................... - 35 -
第三章 中孔洞碳╱氧化矽複合保溫材料 ................................... - 38 -
圖3-1 以500W 鹵素燈照射600秒後溫度變化圖。 ....................... - 39 -
圖3-2 酚醛樹脂的分子結構式 ......................................... - 40 -
圖3-3 不同酚醛樹脂PR620 用量所合成中孔洞碳材之TEM圖。 (A)2.0克;(B)1.5克;(C)1.0克 ......................................................... - 41 -
圖3-4 在pH=4.0下,不同酚醛樹脂PR620用量合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料的日照升溫曲線圖。 ....................................................... - 42 -
圖3-5 在pH=4.0下,不同酚醛樹脂PR620用量合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料(A)碳材氮氣等溫吸附脫附圖;(B) TGA圖 ................................... - 43 -
圖3-6 不同克數酚醛樹脂PR620合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料日光照射升溫曲線圖。 ............................................................. - 45 -
圖3-7 不同克數酚醛樹脂PR620合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料 (A) 碳材氮氣等溫吸附脫附圖、(B)TGA圖 .............................................. - 46 -
圖3-8 不同酚醛樹脂PR620 用量所合成中孔洞碳材之TEM圖。 (A)2.0克;(B)1.5克;(C)1.0克 ......................................................... - 47 -
圖3-9 合成條件在T=40 ℃,使用酚醛樹脂PR620 1.5克於不同pH值合成中孔洞碳/氧化矽複合材料日照升溫曲線圖。 ....................................... - 48 -
圖3-10 在不同pH值下酚醛樹脂PR620用量1.5克所合成中孔洞碳材之TEM圖(A)pH=4.0;(B)pH=5.0(C) pH=6.0。 ...................................... - 49 -
圖3-11 合成條件在T=40 ℃,不同pH值合成中孔洞碳/氧化矽複合材料 (A) 碳材氮氣等溫吸附脫附圖(B)TGA圖 .............................................. - 49 -
圖3-12 不同用量酚醛樹脂PF4161在pH=5.0下所合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料之日照升溫曲線圖。 ..................................................... - 51 -
圖3-13 不同用量酚醛樹脂PF4161在pH=5.0下所合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料(A)碳材氮氣等溫吸附脫附圖;(B)複合材料TGA圖 ............................ - 51 -
圖3-14 不同酚醛樹脂PF4161克數所合成中孔洞碳材之TEM圖。 ............ - 52 -
圖3-15 在不同pH值時合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料之日照升溫曲線圖。 . - 54 -
圖3-16 不同pH值下酚醛樹脂PF4161用量1.5克合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料之 (A)碳材氮氣等溫吸附脫附圖;(B)TGA圖。 ............................... - 55 -
圖3-17 在不同pH值下酚醛樹脂PF4161用量1.5克所合成中孔洞碳材之TEM圖(A)pH=4.0;(B)pH=5.0。 ................................................ - 56 -
圖3-18 不同界面活性劑與酚醛樹脂PR620合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料日照升溫曲線圖 ............................................................. - 57 -
圖3-19 不同界面活性劑與酚醛樹脂PR620合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料 (A)碳材氮氣等溫吸附脫附圖;(B) TGA圖 ....................................... - 59 -
圖3-20 使用不同種類的界面活性劑各2.0克與酚醛樹脂PR620 合成後的碳材TEM圖。(A)PEO6000、(B)PEO100000、(C)PEO300000、(D) gelatin、(E)P123、(F)F127 .... ............................................................. - 60 -
圖3-21 不同界面活性劑與酚醛樹脂PF4161合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料日照升溫曲線圖 ............................................................. - 61 -
圖3-22 使用不同種類的界面活性劑 (A) PEO100000、(B) PEO300000、(C) Gelatin、(D) P123及(E) F127各2.0克與酚醛樹脂PF4161 合成的碳材TEM圖。 ...... - 62 -
圖3-23 不同界面活性劑與酚醛樹脂PR620合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料 (A)碳材
氮氣等溫吸附脫附圖;(B)複合材料TGA圖 ................................ - 64 -
圖3-24 不同pH值下,相同熟化時間的氧化矽模板與呋喃醇合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料之(A)碳材氮氣等溫吸附脫附圖、(B)TGA圖、(C)日照升溫曲線圖。 .... - 66 -
圖3-25 不同熟化pH值合成的氧化矽模板,經由呋喃醇拓印而成的中孔洞碳材之TEM圖(A)pH=4.0 (B) pH=5.0 (C) pH=6.0 .................................... - 67 -
圖3-26 在pH=4.0下不同矽酸鈉熟化時間合成中孔洞碳/氧化矽複合材料之碳材TEM圖(A) 0分鐘(B) 8分鐘。 ................................................ - 68 -
圖3-27 在pH=4.0下不同矽酸鈉熟化時間合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料之(A)碳材氮氣吸附脫附圖、(B)TGA圖。 .......................................... - 69 -
圖3-28 在pH=5.0下不同矽酸鈉熟化時間合成中孔洞碳/氧化矽複合材料之碳材TEM圖(A) 0分鐘(B) 8分鐘 .................................................. - 70 -
圖3-29 在pH=5.0下不同矽酸鈉熟化時間合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料之(A)碳材氮氣等溫吸附脫附圖、(B)TGA圖。 ...................................... - 70 -
圖3-30 熟化pH=4.0;0分鐘的中孔洞氧化矽模板經過硫酸水溶液pH=3.0-6.0酸化後,由呋喃醇拓印合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料之(A)碳材氮氣等溫吸附脫附圖、(B)TGA圖。 ............................................................. - 72 -
圖3-31 熟化pH=4.0下,熟化時間0分鐘之氧化矽模板經由酸化條件pH=4.0~6.0與呋喃醇拓印後合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料之日照升溫曲線圖。 ............ - 73 -
圖3-32 在孔洞較小時呋喃醇以實心方式拓印孔洞,導致熱裂解後碳比表面積下降,而在增大孔洞後,呋喃醇以體積拓印方式拓印孔洞,使得碳比表面積上升。 ..... - 74 -
圖3-33 熟化pH=4.0;0分鐘的中孔洞氧化矽模板經過不同水熱天數後以硫酸水溶液pH=4.0酸化後,由呋喃醇拓印後合成中孔洞碳/氧化矽複合材料之(A)碳材氮氣等溫吸附脫附圖、(B)TGA圖。 .................................................. - 75 -
圖3-34 熟化pH=4.0;0分鐘的中孔洞氧化矽模板經過不同水熱天數後以硫酸水溶液pH=4.0酸化後,由呋喃醇拓印後合成中孔洞碳/氧化矽複合材料之日照升溫曲線圖。 . ............................................................. - 76 -
第四章 中孔洞金屬複合材料 ............................................. - 78 -
圖4-1 不同裂解溫度 (A) 600 ℃(B) 700 ℃(C) 800 ℃於氮氣下持溫兩小時的金屬銅-碳/氧化矽複合材料;各圖中(a)0.5:1;(b)0.66:1;(c)1:1為不同呋喃醇對氫氧化銅-氧化矽模板的重量比所合成的金屬銅-碳/氧化矽複合材料之XRD圖。 ...... - 79 -
圖4-2 不同熱裂解溫度 (A) 600 ℃(B) 700 ℃(C) 800 ℃於氮氣下持溫四小時 的金屬銅-碳/氧化矽複合材料;各圖中(a)0.5:1;(b)0.66:1;(c)1:1為不同呋喃醇對氫氧化銅-氧化矽模板的重量比所合成的金屬銅-碳/氧化矽複合材料之XRD圖。 .. - 81 -
圖4-3 於氮氣下600 ℃持溫兩小時的金屬銅-碳/氧化矽複合材料 (A)SEM 圖於SE 模式 ;(B)SEM圖於 BSE 模式 ;(C) TEM 圖 ............................... - 81 -
圖4-4 不同氧化態之銅-碳/氧化矽複合材料XRD圖 (a)在氮氣下600 ˚C 持溫兩小時;(b) 在密閉容器中600 ˚C 持溫兩小時;(c) 在空氣下600 ˚C 持溫兩小時 .... - 83 -
圖4-5 生成各種氧化態銅-碳/氧化矽複合材料流程示意圖 ................. - 83 -
圖4-6 (A)氧化矽對銅前驅物用量莫耳比為1.00:0.10在不同溫度下持溫兩小時下所合成的氧化亞銅-氧化矽複合材料之XRD圖 (B) 氧化矽對銅前驅物不同用量莫耳比為在600 ˚C下持溫兩小時所合成的氧化亞銅-氧化矽複合材料之XRD圖 ........... - 84 -
圖4-7 熱裂解400 ˚C持溫兩小時下氧化矽對不同銅前驅物用量莫耳比所合成的氧化亞銅-氧化矽複合材料之(A)氮氣等溫吸附脫附圖;(B)XRD圖。 .............. - 86 -
圖4-8 對相同樣品(A)預先氧化與(B)不預先氧化處理的中孔洞氧化亞銅-碳/氧化矽複合材料的TEM圖;(C)XRD圖,其半高寬為(a)預先氧化處理的樣品半高寬(FWHM)=0.702(b)不預先氧化處理的樣品半高寬(FWHM)=0.411。 .............. - 87 -
圖4-9 金屬前驅物用量與碳模板的重量比為1.0:0.2在氮氣下改變熱裂解溫度以及持溫時間所合成出的氧化亞銅/碳複合材料XRD圖 .......................... - 88 -
圖4-10 不同比例銅金屬前驅物熱裂解後之TEM圖 ......................... - 89 -
圖4-11 固定碳重對不同銅前驅物重量比(1.0:0.6~2.0),於密閉容器中經500 ˚C熱裂解持溫兩小時合成氧化亞銅-碳複合材料之(A)TGA圖;(B)*粒徑分布圖;(C) 氮氣等溫吸附脫附圖;(D)XRD圖 ................................................ - 90 -
圖4-12 (A)&(B)以水熱方式導入金屬於中孔洞碳/氧化矽複合材料之TEM圖 ... - 92 -
圖4-13 金屬水合離子接近氧化矽時,受到Si-OH官能基的螯合,而固定在氧化矽結構上。 ............................................................. - 92 -
圖4-14 (A) 經由水熱後之金屬碳/氧化矽複合物之TEM圖 (B) 將氧化矽模板移除後碳外觀之TEM圖 ....................................................... - 94 -
第五章 鋰離子二次電池負電極材料 ....................................... - 95 -
圖5-1 合成中孔洞氧化矽於MGP表面示意圖,中孔洞氧化矽以小泡泡的型態堆積在MGP表面 ............................................................. - 95 -
圖5-2 (A)MGP SEM圖,(B)中孔洞氧化矽合成於表面MGP之SEM圖,(C)MGP表面中孔洞氧化矽TEM圖 ....................................................... - 96 -
圖5-3 不同MGP用量合成之中孔洞氧化矽/MGP複合材料SEM圖 ............ - 97 -
圖5-4 不同MGP用量合成的中孔洞氧化矽/MGP複合材料充放電五十圈之電容量變化圖 ............................................................. - 98 -
圖5-5 不同MGP用量合成之中孔洞氧化矽/MGP複合材料的TGA圖 .......... - 99 -
表目錄
第一章 序論 ............................................................ - 1 -
表1-1 孔洞尺寸的分類 ................................................ - 1 -
表1-2 界面活性劑堆積常數和微胞形狀關係表。 .......................... - 4 -
第三章 中孔洞碳╱氧化矽複合保溫材料 ................................... - 38 -
表3-1 在pH=4.0下,不同酚醛樹脂PR620用量合成之中孔洞碳氧化矽複合材料:碳材比表面積、TGA氧化矽含量、氧化矽對碳的重量比例 ....................... - 43 -
表3-2 在pH=5.0下,不同酚醛樹脂PR620用量所合成之中孔洞碳氧化矽複合材料:碳材比表面積、TGA氧化矽含量、氧化矽對碳之重量比例。 ................. - 47 -
表3-3 在鹼式合成法下不同pH值所合成之中孔洞碳/氧化矽複合材料:碳材比表面積、TGA氧化矽含量、氧化矽對碳之重量比例 ................................. - 50 -
表3-4 不同酚醛樹脂PF4161用量所合成之中孔洞碳氧化矽複合材料:碳材比表面積、TGA氧化矽量、氧化矽對碳之重量比例 ................................... - 53 -
表3-5 不同酚醛樹脂PF4161用量所合成之中孔洞碳/氧化矽複合材料:碳材比表面積、TGA氧化矽量、氧化矽對碳之重量比例 ................................... - 56 -
表3-6 不同界面活性劑與酚醛樹脂PR620合成之中孔洞碳/氧化矽複合材料:碳材比表面積、TGA氧化矽含量、氧化矽對碳的重量比例 ......................... - 60 -
表3-7 不同界面活性劑與酚醛樹脂PF4161合成之中孔洞碳/氧化矽複合材料:碳材比表面積、TGA氧化矽含量、氧化矽對碳的重量比例 ......................... - 64 -
表3-8 不同pH值在矽酸鈉熟化時間8分鐘下合成之中孔洞碳/氧化矽複合材料:碳材比表面積、TGA氧化矽含量、氧化矽對碳的重量比例 ....................... - 68 -
表3-9 在pH=4.0下不同矽酸鈉熟化時間合成之中孔洞碳/氧化矽複合材料:碳材比表面積、TGA氧化矽含量、氧化矽對碳的重量比例 ........................... - 69 -
表3-10 在pH=5.0下不同矽酸鈉熟化時間合成之中孔洞碳/氧化矽複合材料:碳材比表面積、TGA氧化矽含量,氧化矽對碳的重量比例 ........................... - 71 -
表3-11 對熟化pH=4.0,熟化時間0 分鐘的中孔洞氧化矽模板經過硫酸水溶液pH=3.0-6.0酸化後,由呋喃醇拓印合成的中孔洞碳/氧化矽複合材料之碳比表面積,TGA氧化矽含量、氧化矽對碳的重量比例 ..................................... - 73 -
表3-12 熟化pH=4.0;0分鐘的中孔洞氧化矽模板經過不同水熱天數後以硫酸水溶液pH=4.0酸化後,由呋喃醇拓印後合成中孔洞碳/氧化矽複合材料之碳材比表面積,TGA氧化矽含量、氧化矽對碳的重量比例 ..................................... - 76 -
第四章 中孔洞金屬複合材料 ............................................. - 78 -
表4-1 在氮氣下不同溫度持溫兩小時合成的金屬銅-碳/氧化矽複合材料之粒徑大小、材料內矽對銅的原子比例及TGA無機物殘餘量值 ........................... - 80 -
表4-2 在氮氣下不同溫度持溫四小時合成的金屬銅-碳/氧化矽複合材料之粒徑大小、材料內矽對銅的原子比例及TGA無機物殘餘量值 ........................... - 82 -
表4-3 不同莫耳金屬前驅物比例合成的材料測量EDS結果 ................. - 85 -
表4-4 不同比例的銅含量在TGA值及利用無機物值推算出之相對含量 ....... - 91 -
第五章 鋰離子二次電池負材料 ........................................... - 95 -
表5-1 不同MGP量的負半電池在第一圈充放電量與不可逆電量 ............. - 98 -
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