本文關(guān)鍵詞：石墨烯負(fù)載鎳鹽類(lèi)電極材料的制備及其超電性能

  更多相關(guān)文章： 電極材料 石墨烯 復(fù)合材料 非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器

【摘要】：超級(jí)電容器,是一種新型儲(chǔ)能器件,它具有傳統(tǒng)儲(chǔ)能裝置(傳統(tǒng)電容器和傳統(tǒng)電池)所不具備的優(yōu)秀性能,例如充放電速度快、使用壽命長(zhǎng)和較高的功率密度等,因此被廣泛研究并在微電子器件、大型設(shè)備的電源、小型電動(dòng)汽車(chē)電源等領(lǐng)域有巨大應(yīng)用潛力。超級(jí)電容器又稱(chēng)電化學(xué)超級(jí)電容器,主要由電極、電解液和隔膜三大部分組成,電極材料是其中關(guān)鍵部分,過(guò)渡金屬作為超級(jí)電容器的電極材料具有成本低廉,環(huán)境友好,儲(chǔ)量豐富等優(yōu)點(diǎn),石墨烯以它優(yōu)良的導(dǎo)電性、較大的比表面積等優(yōu)點(diǎn)近年來(lái)受到廣泛關(guān)注,將石墨烯與金屬氧化物復(fù)合可以綜合提高電極的電化學(xué)性能。本文主要研究過(guò)渡金屬氧化物/氫氧化物與石墨烯的復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能,主要內(nèi)容如下:1.以氯化鎳和鉬酸鈉為原料,乙二醇和去離子水為混合溶劑,利用微波輔助回流法制備N(xiāo)iMoO4納米棒。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)調(diào)控反應(yīng)時(shí)間得到不同結(jié)構(gòu)的NiMoO4,利用XRD、SEM、TEM以及電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了表征,其中反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)為25分鐘形成的NiMoO4具有細(xì)長(zhǎng)且分散的結(jié)構(gòu),在1 A/g時(shí)比電容可達(dá)830 F/g,同時(shí)具有較優(yōu)的倍率性能和循環(huán)性能。分析表明鉬酸鎳電極材料表現(xiàn)出優(yōu)良的電容性能,優(yōu)化調(diào)控結(jié)構(gòu)后的材料其電化學(xué)性能也得到提高。2.采用改進(jìn)的Hummers方法制備氧化石墨烯,并以氧化石墨烯為前驅(qū)體,氯化鎳為鎳源,鉬酸鈉為鉬源,尿素為沉淀劑,在乙二醇與去離子水的混合溶劑中,通過(guò)微波溶劑熱法合成NiMoO4-rGO復(fù)合材料。在加熱回流的過(guò)程中氧化石墨烯被還原,鉬酸鎳均勻生長(zhǎng)在還原態(tài)石墨烯片層上形成復(fù)合材料。電化學(xué)測(cè)試表明復(fù)合材料具有較高的比容量,在電流密度為1 A/g時(shí)比電容可達(dá)1274 F/g,同時(shí)復(fù)合材料也具有優(yōu)良的循環(huán)性能,在循環(huán)充放電1000圈后仍然能夠保持81%的初始比容量。結(jié)合形貌結(jié)構(gòu)的測(cè)試表征,經(jīng)分析認(rèn)為介孔的鉬酸鎳納米棒經(jīng)與石墨烯復(fù)合后比表面積增大,導(dǎo)電能力有所增強(qiáng)進(jìn)而使得復(fù)合材料的綜合電化學(xué)性能得到改善提高。3.以NiMoO4-rGO為正極材料,氮摻雜的石墨烯(NG)為負(fù)極材料組裝成非對(duì)稱(chēng)電容超級(jí)電容器,通過(guò)循環(huán)伏安法,恒電流充放電測(cè)試及交流阻抗對(duì)其進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試,結(jié)果表明該非對(duì)稱(chēng)電容器在能量密度為30.3 Wh/kg時(shí)功率密度可達(dá)187 W/kg。將此電極材料組裝成扣式電容器,串聯(lián)兩個(gè)扣式電容器并充滿電可將電壓為1.5 V的小燈泡點(diǎn)亮。4.以乙酸鈷、乙酸鎳和石墨烯為原料,尿素為沉淀劑制備了三維蜂窩狀納米結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。電化學(xué)測(cè)試表明Ni(OH)2/Co(OH)2-rGO在電流密度為1 A/g時(shí)比電容可達(dá)1566 F/g,20 A/g時(shí)仍然能夠保持900 F/g,具有較優(yōu)的循環(huán)性能。結(jié)合XRD、TEM、等測(cè)試,經(jīng)分析認(rèn)為石墨烯為片層氫氧化鈷和氫氧化鎳提供了導(dǎo)電性良好的基底,支撐出疏松多孔的三維立體結(jié)構(gòu),有利于電極表面電解液浸潤(rùn)和電子傳輸從而增強(qiáng)了復(fù)合材料的電化學(xué)性能。
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM53;TB33

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8 徐秀娟;秦金貴;李振;;石墨烯研究進(jìn)展[J];化學(xué)進(jìn)展;2009年12期

9 張偉娜;何偉;張新荔;;石墨烯的制備方法及其應(yīng)用特性[J];化工新型材料;2010年S1期

10 萬(wàn)勇;馬廷燦;馮瑞華;黃健;潘懿;;石墨烯國(guó)際發(fā)展態(tài)勢(shì)分析[J];科學(xué)觀察;2010年03期

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1 成會(huì)明;;石墨烯的制備與應(yīng)用探索[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

2 錢(qián)文;郝瑞;侯仰龍;;液相剝離制備高質(zhì)量石墨烯及其功能化[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

3 張甲;胡平安;王振龍;李樂(lè);;石墨烯制備技術(shù)與應(yīng)用研究的最新進(jìn)展[A];第七屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第3分冊(cè)）[C];2010年

4 趙東林;白利忠;謝衛(wèi)剛;沈曾民;;石墨烯的制備及其微波吸收性能研究[A];第七屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第7分冊(cè)）[C];2010年

5 沈志剛;李金芝;易敏;;射流空化方法制備石墨烯研究[A];顆粒學(xué)最新進(jìn)展研討會(huì)——暨第十屆全國(guó)顆粒制備與處理研討會(huì)論文集[C];2011年

6 王冕;錢(qián)林茂;;石墨烯的微觀摩擦行為研究[A];2011年全國(guó)青年摩擦學(xué)與表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

7 趙福剛;李維實(shí);;樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)功能化石墨烯[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

8 吳孝松;;碳化硅表面的外延石墨烯[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

9 周震;;后石墨烯和無(wú)機(jī)石墨烯材料:計(jì)算與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第4分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

10 周琳;周璐珊;李波;吳迪;彭海琳;劉忠范;;石墨烯光化學(xué)修飾及尺寸效應(yīng)研究[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

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1 姚耀;石墨烯研究取得系列進(jìn)展[N];中國(guó)化工報(bào);2009年

2 劉霞;韓用石墨烯制造出柔性透明觸摸屏[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

3 記者 王艷紅;“解密”石墨烯到底有多奇妙[N];新華每日電訊;2010年

4 本報(bào)記者 李好宇 張們捷(實(shí)習(xí)) 特約記者 李季;石墨烯未來(lái)應(yīng)用的十大猜想[N];電腦報(bào);2010年

5 證券時(shí)報(bào)記者 向南;石墨烯貴過(guò)黃金15倍 生產(chǎn)不易炒作先行[N];證券時(shí)報(bào);2010年

6 本報(bào)特約撰稿 吳康迪;石墨烯 何以結(jié)緣諾貝爾獎(jiǎng)[N];計(jì)算機(jī)世界;2010年

7 記者 謝榮　通訊員 夏永祥 陳海泉 張光杰;石墨烯在泰實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化[N];泰州日?qǐng)?bào);2010年

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9 周科競(jìng);再說(shuō)石墨烯的是與非[N];北京商報(bào);2011年

10 王小龍;新型石墨烯材料薄如紙硬如鋼[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

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1 呂敏;雙層石墨烯的電和磁響應(yīng)[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

2 羅大超;化學(xué)修飾石墨烯的分離與評(píng)價(jià)[D];北京化工大學(xué);2011年

3 唐秀之;氧化石墨烯表面功能化修飾[D];北京化工大學(xué);2012年

4 王崇;石墨烯中缺陷修復(fù)機(jī)理的理論研究[D];吉林大學(xué);2013年

5 盛凱旋;石墨烯組裝體的制備及其電化學(xué)應(yīng)用研究[D];清華大學(xué);2013年

6 伊丁;石墨烯吸附與自旋極化的第一性原理研究[D];山東大學(xué);2015年

7 梁巍;基于石墨烯的氧還原電催化劑的理論計(jì)算研究[D];武漢大學(xué);2014年

8 王義;石墨烯的模板導(dǎo)向制備及在電化學(xué)儲(chǔ)能和腫瘤靶向診療方面的應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

9 劉明凱;帶狀石墨烯納米復(fù)合材料的制備及其性能研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

10 劉勇;智能化及摻雜改性石墨烯的研究及應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 詹曉偉;碳化硅外延石墨烯以及分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

2 王晨;石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)及其對(duì)電化學(xué)性能的影響[D];北京化工大學(xué);2011年

3 苗偉;石墨烯制備及其缺陷研究[D];西北大學(xué);2011年

4 蔡宇凱;一種新型結(jié)構(gòu)的石墨烯納米器件的研究[D];南京郵電大學(xué);2012年

5 金麗玲;功能化石墨烯的酶學(xué)效應(yīng)研究[D];蘇州大學(xué);2012年

6 黃凌燕;石墨烯拉伸性能與尺度效應(yīng)的研究[D];華南理工大學(xué);2012年

7 劉汝盟;石墨烯熱振動(dòng)分析[D];南京航空航天大學(xué);2012年

8 雷軍;碳化硅上石墨烯的制備與表征[D];西安電子科技大學(xué);2012年

9 于金海;石墨烯的非共價(jià)功能化修飾及載藥系統(tǒng)研究[D];青島科技大學(xué);2012年

10 李晶;高分散性石墨烯的制備[D];上海交通大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：1307542