生物模板法合成锂/钠离子电池负极材料TiO2/C及其性能研究的任务书任务书题目：生物模板法合成锂/钠离子电池负极材料TiO2/C及其性能研究课题背景与意义：锂/钠离子电池作为新型储能设备，被广泛应用于电池车、电动工具、智能电网等领域。其中，负极材料是锂/钠离子电池中重要的组成部分，对电池性能有着重要的影响。传统的材料合成方法如物理法、化学法等存在合成难度大、成本高、操作条件苛刻等问题。因此，寻求一种更加经济环保、简单易行的负极材料合成方法具有重要意义。近年来，生物模板法在负极材料制备中呈现出广阔前景。其通过利用天然的生物模板，如细菌、植物、奶油等，将模板材料压缩成单一或多孔结构，并将金属离子与生物模板结合，形成复合体，在后续过程中进行还原、氧化、炭化等反应，最终获得具有良好电化学性能的负极材料。因此，本课题旨在通过生物模板法合成锂/钠离子电池负极材料TiO2/C，并对其电化学性能进行研究，希望可以实现对负极材料的高效、低成本合成，以及为锂/钠离子电池的材料研究、开发提供新思路。研究内容：1.选择合适的生物模板并进行预处理通过筛选不同的天然生物材料（如细菌、植物、奶油等）并对其进行预处理（如洗涤、脱水、干燥等），选择适合合成TiO2/C生物模板。2.制备TiO2/C复合材料以所选定的生物模板为模板，加入适量的钛源和碳源，通过还原和氧化反应合成TiO2/C复合材料。3.对TiO2/C复合材料进行表征利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）等手段对TiO2/C复合材料进行表面形貌、晶体结构、荷电状态等方面的表征。4.进行TiO2/C复合材料的电化学性能测试将TiO2/C复合材料制成电极，通过循环伏安法（CV）、恒流充放电等电化学测试方法，研究其在锂/钠离子电池中的电化学性能，包括循环稳定性、倍率性能等。计划进度：第一年：1.确定合适的生物模板，并进行预处理2.优化制备TiO2/C复合材料的反应条件3.对合成的TiO2/C复合材料进行表面形貌、晶体结构等表征研究第二年：1.制备TiO2/C复合材料电极2.对电极进行结构、形貌等表征研究3.进行电化学性能测试第三年：1.进一步深化对电极的表征研究2.研究不同条件下TiO2/C复合材料的电化学性能3.撰写论文并进行报告参考文献：[1]YuanF,HeJ,ZhuJ,etal.Recentadvancesindesignandsynthesisofanodematerialsforsodium-ionbatteries.JournalofMaterialsChemistryA,2017,5(39):20709-20722.[2]ZhangQ,WangW,ZhongY,etal.One-stepsynthesisofmesoporousTiO2nanotubes@carboncompositesviaabioinspiredmethodforlithium-ionbatteries.JournalofPowerSources,2017,363:39-43.[3]WangM,ZhangX,LuX,etal.PreparationofBio‐inspiredMultiscalePorousTiO2–CCompositesbyaGreenStrategyforHigh‐PerformanceLithium/SodiumIonBatteries.AdvancedEnergyMaterials,2016,6(22):1601285.