本文選題：超級(jí)電容器 + 二維納米片�。� 參考：《煙臺(tái)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：超級(jí)電容器做為一種新型的儲(chǔ)能器件,具有高功率密度、高倍率性能和高充放電穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。雖然商用超級(jí)電容器的能量密度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)介電電容器,但仍遠(yuǎn)低于電池類儲(chǔ)能器件,因此設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)同時(shí)具備高功率密度和能量密度的超級(jí)電容器是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。根據(jù)發(fā)生電化學(xué)機(jī)理的不同,超級(jí)電容器可以分為兩類,雙電層超級(jí)電容器和贗電容超級(jí)電容器。贗電容超級(jí)電容器是通過(guò)電化學(xué)活性物質(zhì)在電極表面發(fā)生高度可逆的氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ),相較于依靠靜電積累儲(chǔ)能的雙電層電容器具有更高的能量密度和功率密度。鎳基氫氧化物是一類重要的贗電容超級(jí)電容器電極材料,具備高理論比電容和低廉價(jià)格的優(yōu)點(diǎn),然而由于導(dǎo)電性較低和充放電穩(wěn)定性較差的問(wèn)題,限制了其實(shí)際應(yīng)用。本論文針對(duì)鎳基氫氧化物在電化學(xué)應(yīng)用中存在的問(wèn)題,同時(shí)依據(jù)其結(jié)構(gòu)特性,本論文開(kāi)展了如下所述的二維鎳基氫氧化物納米結(jié)構(gòu)電極材料的制備及電化學(xué)性能的研究。(1)表面修飾的六邊形β-Ni(OH)2納米片:以嗎啡啉為沉淀劑,氯化鎳為鎳源,采用水熱法制備了六邊形β-Ni(OH)2納米片,并采用丙三醇對(duì)β-Ni(OH)2納米片進(jìn)行了表面改性。發(fā)現(xiàn)由于高親水性丙三醇分子的作用及β-Ni(OH)2納米片的結(jié)構(gòu)剛性,使電極在電化學(xué)活化后形成了有序的內(nèi)部孔道,從而使β-Ni(OH)2納米片的電化學(xué)性能得到了極大的提高,其在電流密度為1.6 A g~(-1)時(shí)比電容為1917 F g~(-1),而電流密度增加到31.3 A g~(-1)時(shí)仍具有1289 F g~(-1)的比電容。(2)可溶性α-Ni(OH)_2單層納米片:采用無(wú)水乙醇為溶劑,氫氧化鈉為沉淀劑,在80°C水浴的條件下制備了α-Ni(OH)_2單層納米片。研究結(jié)果表明,在無(wú)水乙醇的貧水環(huán)境中,難以形成以水分子為媒介的層間氫鍵,因而導(dǎo)致了α-Ni(OH)_2單層納米片的形成。由于二維α-Ni(OH)_2單層納米片具有原子級(jí)的厚度,其因而具有極高的電化學(xué)性能:在2 A g~(-1)的電流密度下可達(dá)到2459 F g~(-1),而電流密度增加到40 A g~(-1)時(shí),其仍具有1182 F g~(-1)的比電容。(3)Co-Ni LDH單層納米片:將硝酸鎳和硝酸鈷固體混合物以一定的摩爾比在嗎啡啉中進(jìn)行研磨后,老化10小時(shí)后即可獲得Co-Ni LDH單層納米片。當(dāng)Co~(2+)與Ni~(2+)的摩爾比為0.2時(shí),所獲得的Co-Ni LDH單層納米片具有最優(yōu)的電化學(xué)性能:在電流密度為1.64 A g~(-1)時(shí)獲得2416 F g~(-1)的最大比電容,而當(dāng)電流密度增加到35.1 A g~(-1)仍然保持1316 F g~(-1)的比電容,呈現(xiàn)出非常優(yōu)異的倍率性能。(4)α-Ni(OH)_2/還原氧化石墨烯三明治結(jié)構(gòu)復(fù)合材料:利用帶正電荷的單層氫氧化鎳和帶負(fù)電荷的氧化石墨烯之間的靜電吸引驅(qū)動(dòng)力,成功合成了單層氫氧化鎳和還原石墨烯的三明治型復(fù)合材料。該復(fù)合物的三明治結(jié)構(gòu)解決了氫氧化鎳材料導(dǎo)電性低的缺點(diǎn),可將氫氧化鎳在電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的電子快速的通過(guò)石墨烯層傳導(dǎo),因此,該復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。
[Abstract]:A novel energy storage device with high power density , high multiplying power and high charge / discharge stability has been developed . When the molar ratio of Co ~ ( 2 + ) to Ni ~ ( 2 + ) is 0.2 , the maximum specific capacitance of 2416 F g ~ ( -1 ) is obtained . When the current density is 1.64 A g ~ ( -1 ) , the sandwich composite material of 2416 F g ~ ( -1 ) is obtained .
【學(xué)位授予單位】：煙臺(tái)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB383.1;TM53

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陸必志,陳振興,黃巧萍,周濤;納米片狀鋁粉的制備及其發(fā)展動(dòng)態(tài)[J];材料與冶金學(xué)報(bào);2004年01期

2 陸必志,陳振興,黃巧萍,劉輝;納米片狀鋁粉的制備及其發(fā)展動(dòng)態(tài)[J];粉末冶金工業(yè);2004年02期

3 曾樂(lè)勇;王維彪;梁靜秋;夏玉學(xué);雷達(dá);趙海峰;;碳纖維襯底上定向碳納米片陣列的制備[J];功能材料與器件學(xué)報(bào);2008年03期

4 母建林;劉穎;王輝;葉金文;文曉剛;谷林;;微波法合成金納米片[J];化工新型材料;2010年07期

5 高凌云;;單原子層納米片新技術(shù)[J];現(xiàn)代物理知識(shí);2011年02期

6 唐春娟;楊慧琴;張永勝;蘇劍峰;;鉍納米線和納米片的制備[J];材料研究學(xué)報(bào);2011年03期

7 龍麗珍;謝亞;黃小林;劉新利;王世良;賀躍輝;趙中偉;;氧化鋁納米片的氣相合成及其力學(xué)性能[J];粉末冶金材料科學(xué)與工程;2011年06期

8 任蘭正;王金秀;孫開(kāi)蓮;;羥基離子液體中單晶金納米片的制備與表征(英文)[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年03期

9 高燁;王曉菊;邊江魚(yú);;氫氧化鎂納米片的合成及其潤(rùn)滑性能的研究[J];分子科學(xué)學(xué)報(bào);2012年04期

10 莫博;闞彩俠;柯善林;從博;徐麗紅;;銀納米片的研究進(jìn)展[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2012年11期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 楊曉華;楊化桂;李春忠;;{001}晶面主導(dǎo)的銳鈦二氧化鈦納米片的熱穩(wěn)定性研究[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

2 楊曉晶;;無(wú)機(jī)納米片的制備和再配列的進(jìn)展[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)無(wú)機(jī)與配位化學(xué)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

3 劉德宇;葉澤中;林海昕;任斌;田中群;;銅納米片及其復(fù)雜合金納米結(jié)構(gòu)的合成及應(yīng)用[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

4 張東陽(yáng);丁書(shū)江;Xiong Wen(David)Lou;;二硫化鉬納米片復(fù)合材料的制備及其鋰離子存儲(chǔ)性能[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第5分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

5 虞夢(mèng)娜;杜祝祝;林進(jìn)義;解令海;黃維;;萘酰亞胺基有機(jī)納米片的二維生長(zhǎng)和納米復(fù)合[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第33分會(huì)：納米材料合成與組裝[C];2014年

6 崔聰穎;成英文;李文靜;邱翠翠;馬厚義;;金納米片的刻蝕過(guò)程及其腐蝕機(jī)理[A];2010年全國(guó)腐蝕電化學(xué)及測(cè)試方法學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集[C];2010年

7 張橋;;銀納米片的膠體合成[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第26分會(huì)：膠體與界面[C];2014年

8 陳圓;丁歡歡;劉天晴;;層狀液晶中金屬納米片的制備[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第26分會(huì)：膠體與界面[C];2014年

9 楊海麗;劉益江;周鵬;王啟光;梁福鑫;楊振忠;;響應(yīng)性聚合物/無(wú)機(jī)復(fù)合Janus納米片的制備及其性能研究[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題J：高分子復(fù)合體系[C];2013年

10 陳小蘭;師賽鴿;黃藝專;陳美;湯少恒;莫世廣;鄭南峰;;不同表面修飾對(duì)鈀納米片活體行為的影響[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第05分會(huì)：無(wú)機(jī)化學(xué)[C];2014年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 劉霞;科學(xué)家利用超薄沸石納米片造出高效催化劑[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

2 馮衛(wèi)東;新型透明塑料薄如紙硬如鋼[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

3 趙文;超級(jí)電容器：正在升起的新興行業(yè)[N];科技日?qǐng)?bào);2004年

4 國(guó)際電氣電子工程師學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員 于凌宇;超級(jí)電容器產(chǎn)業(yè)化腳步加快 市場(chǎng)前景廣闊[N];中國(guó)電子報(bào);2008年

5 許柏松;超級(jí)電容器專利預(yù)警分析[N];中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào);2011年

6 ;天津力神：打破超級(jí)電容器技術(shù)壟斷[N];中國(guó)電子報(bào);2011年

7 本報(bào)記者 宗寶泉　通訊員 應(yīng)明陽(yáng);高能鎳碳超級(jí)電容器誕生記[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

8 山西 劉紅強(qiáng) 編譯;超級(jí)電容器在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用[N];電子報(bào);2013年

9 云南 徐軍藝 編譯;超級(jí)電容器的原理與功能[N];電子報(bào);2013年

10 常麗君;美用黏土開(kāi)發(fā)出高溫超級(jí)電容器[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 蔣金剛;層狀分子篩的層間修飾與結(jié)構(gòu)解析[D];華東師范大學(xué);2015年

2 郭琬;鉍系氧酸鹽的形貌調(diào)控及其光催化性能研究[D];東北師范大學(xué);2015年

3 張文東;BiOBr和C_3N_4的制備、表征及可見(jiàn)光催化氧化羅丹明B性能研究[D];重慶大學(xué);2015年

4 尹莉;氧化鎢納米片與石墨烯基多級(jí)復(fù)合納米材料的構(gòu)筑與氣敏性能研究[D];鄭州大學(xué);2015年

5 李秀萬(wàn);氧化錳電極的納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制備及其儲(chǔ)鋰性能研究[D];蘭州大學(xué);2015年

6 劉飛;氮化硼基納米材料與薄膜的催化劑輔助生長(zhǎng)及其性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 李蓓蓓;富含{001}晶面二氧化鈦光催化劑的可控制備及性能研究[D];大連理工大學(xué);2015年

8 朱金保;3d過(guò)渡金屬氧化物超薄納米片的合成及其儲(chǔ)能性質(zhì)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

9 錢紅梅;金屬、半導(dǎo)體納米片的調(diào)控合成、組裝及光電性能研究[D];北京理工大學(xué);2015年

10 胡晨暉;基于層狀鈮酸鉀和α-磷酸鋯的光降解和烯烴環(huán)氧化催化劑研究[D];南京大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 尚佩;過(guò)渡金屬基納米片/介孔碳棒復(fù)合結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑及其電化學(xué)性能研究[D];鄭州大學(xué);2017年

2 李濤;基于氧化鎢納米片多級(jí)復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的制備與光催化性能研究[D];鄭州大學(xué);2012年

3 鄒浩琳;功能化石墨烯與二硫化鉬納米片的制備及其在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用[D];西南大學(xué);2015年

4 李幫林;二維與零維二硫化鉬納米材料的制備及生物傳感應(yīng)用研究[D];西南大學(xué);2015年

5 胡連仁;二硫化鉬（MoS_2）基復(fù)合納米材料的制備及其電化學(xué)儲(chǔ)鋰性能研究[D];鄭州大學(xué);2015年

6 王楠;超臨界二氧化碳輔助構(gòu)筑的乳液環(huán)境中制備二維層狀材料及其功能化應(yīng)用研究[D];鄭州大學(xué);2015年

7 韓美勝;球磨法制備六方氮化硼納米片的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

8 吳敢敢;石墨烯（石墨納米片）/環(huán)氧樹(shù)脂船用涂料防腐性能的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

9 鄒志娟;共軛分子/二氧化鈦復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與催化性質(zhì)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

10 何亞飛;二維納米鉬化合物及其功能復(fù)合材料的制備與性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：2013182