本文關鍵詞：基于泡沫鎳的Ni、Co電極材料的制備及性質研究

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【摘要】：發(fā)展清潔和環(huán)境友好的能源資源是二十一個世紀以來最重要的問題之一。為了充分利用能源,發(fā)展一些可靠的電化學儲能裝置如可充電電池,超級電容器,燃料電池等也是當下亟需解決的問題。本論文中,兩個基于納米線穿ZIF-67結構的電極材料被發(fā)展起來,并展現了較好的電化學性能。(1)利用簡單的水熱法合成了以泡沫鎳為基底原位生長Co_3O_4納米線材料�；谂菽嚮自械拇罂讖浇Y構,生長Co_3O_4納米線后增大了比表面積,提高了樣品的比電容值。通過電化學性質測試可知,在電流密度為2mA·cm-2時,其比電容值達到了1074F·cm-2。(2)基于Co_3O_4 nanowires/Ni-foam的基礎上,進一步在其表面原位生長ZIF-67多面體結構。在2mA·cm-2電流密度下,比電容值為3702F·cm-2。循環(huán)測試10000次后,Co_3O_4nanowires/Ni-foam-NiCo_2O_4復合材料電極的比電容保持為原有比電容的91%。(3)合成了MnO_2 nanowires/Co_3O_4復合材料。通過電化學測試,MnO_2 nanowires/Co_3O_4復合材料展現了較高的比電容、穩(wěn)定性的循環(huán)壽命和高倍率性能。
【關鍵詞】：超級電容器 電極材料 四氧化三鈷 泡沫鎳 二氧化錳
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383;TM53
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-24
• 1.1 引言8
• 1.2 超級電容器8-13
• 1.2.1 超級電容器的介紹8-9
• 1.2.2 超級電容器的分類9-11
• 1.2.3 超級電容器的結構11
• 1.2.4 超級電容器的特點、面臨的挑戰(zhàn)和應用11-13
• 1.3 超級電容器的電極材料13-20
• 1.3.1 碳基超級電容器13-14
• 1.3.2 導電聚合物14-15
• 1.3.3 金屬氧化物和氫氧化物15-20
• 1.4 有機金屬框架(MOFs)及其在電極材料的應用20-21
• 1.5 泡沫鎳作為基底材料21-22
• 1.6 本論文選題意義及研究內容22-24
• 1.6.1 選題背景及意義22
• 1.6.2 研究內容22-24
• 第二章 實驗試劑、設備以及表征方法24-30
• 2.1 實驗試劑與實驗儀器24-26
• 2.1.1 實驗試劑24-25
• 2.1.2 實驗儀器25-26
• 2.2 電極材料制備方法26-27
• 2.3 電化學工作站27-30
• 2.3.1 三電極體系27
• 2.3.2 工作原理27-28
• 2.3.3 電化學工作站測試儀器和測試條件28-30
• 第三章 基于泡沫鎳原位生長Co納米線電極的制備30-37
• 3.1 引言30-31
• 3.2 實驗31-32
• 3.2.1 泡沫鎳基片的處理31
• 3.2.2 水熱法合成Ni-foam原位生長Co(OH)F納米線31
• 3.2.3 煅燒Ni-foam原位生長Co(OH)F納米線31-32
• 3.3 Co_3O_4納米線/泡沫鎳表征結果及分析32-36
• 3.3.1 SEM分析32-33
• 3.3.2 XRD分析33-34
• 3.3.3 XPS分析34
• 3.3.4 電化學性能測試分析34-36
• 3.4 本章小結36-37
• 第四章 基于泡沫鎳原位生長Co納米線穿ZIF-6737-45
• 4.1 引言37
• 4.2 實驗37-38
• 4.2.1 基于泡沫鎳Co_3O_4納米線的合成38
• 4.2.2 基于泡沫鎳Co_3O_4納米線-ZIF-67的合成38
• 4.2.3 基于泡沫鎳Co_3O_4納米線-NiCo_2O_4的合成38
• 4.3 材料表征結果及分析38-44
• 4.3.1 SEM分析38-40
• 4.3.2 TEM分析40-41
• 4.3.3 XRD分析41
• 4.3.4 XPS分析41-42
• 4.3.5 電化學性能測試與分析42-44
• 4.4 本章小結44-45
• 第五章 平行實驗體系45-53
• 5.1 引言45
• 5.2 實驗45-46
• 5.2.1 ZIF-67的合成45-46
• 5.2.2 MnO_2納米線的合成46
• 5.2.3 MnO_2-ZIF-67的合成46
• 5.2.4 MnO_2-Co_3O_4 RGO的合成46
• 5.3 材料表征結果及分析46-52
• 5.3.1 SEM分析46-48
• 5.3.2 TEM分析48-49
• 5.3.3 XRD分析49-50
• 5.3.4 XPS分析50-51
• 5.3.5 電化學性能測試與分析51-52
• 5.4 本章小結52-53
• 結論53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻55-60
• 附錄60

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