本文關(guān)鍵詞：雙金屬氧化物及其復(fù)合材料的贗電容行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學(xué)》 2014年

鈷基金屬氧化物的合成及其贗電容性質(zhì)的研究

包福喜  

【摘要】：超級電容器是一類具有高功率密度、優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性能以及可實(shí)現(xiàn)快速充放電的新型電化學(xué)儲能器件，，在混合動力汽車、工業(yè)電力、國防軍用以及存儲系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域具有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。但其相對較低的能量密度大大的限制了其應(yīng)用。如何設(shè)計(jì)并制備具有優(yōu)異電化學(xué)性質(zhì)的電極材料是解決超級電容器現(xiàn)有問題的關(guān)鍵所在。金屬氧化物由于其相對碳材料較高的比電容以及相對導(dǎo)電聚合物較高的循環(huán)穩(wěn)定性而成為一類非常具有潛力的超級電容器電極材料。本文設(shè)計(jì)并控制合成了系列具有特殊形貌和尺寸的鈷基氧化物及其復(fù)合物納米電極材料，并分別研究了不同鈷基氧化物及其復(fù)合物的贗電容性質(zhì)。 （1）采用水熱法首次將ZnCo2O4納米片列陣生長在多孔泡沫鎳基底上，并直接將其作為超級電容器電極。通過XRD、XPS、SEM、TEM以及BET等測試方法對其進(jìn)行了表征。測試結(jié)果表明，得到的ZnCo2O4納米片為細(xì)小的納米顆粒堆積而成，納米片的尺寸在1-3μm之間，孔道分布為2-5nm的介孔結(jié)構(gòu)，納米片的厚度約為30nm。通過電化學(xué)手段（循環(huán)伏安測試、恒電流充放電測試以及循環(huán)穩(wěn)定性測試）對其進(jìn)行了性質(zhì)測試。測試表明，這種ZnCo2O4納米片列陣復(fù)合電極表現(xiàn)出較優(yōu)異的比電容值和循環(huán)穩(wěn)定性。在5Ag-1的電流密度時(shí)其電容值為2468F g-1，在30Ag-1的電流密度條件下循環(huán)1500次電容僅損失3.9%。 （2）通過水熱法，并簡單控制溶劑成功將兩種具有不同形貌的NiCo2O4納米片生長在泡沫鎳上，并研究了其電化學(xué)性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室中，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)以甲醇和水為溶劑時(shí)，得到的納米片為彎曲的納米片，納米片的尺寸較為均一，尺寸在1-2μm之間，厚度約為10nm,并且表面分布有均勻的多孔結(jié)構(gòu)，納米片相互連接形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；而當(dāng)以水和乙二醇為溶劑時(shí)，納米片為曲卷的納米片，而且?guī)в忻黠@的褶皺，尺寸0.5-3μm，厚度為10nm左右，并且這些納米片同樣相互連接形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。電化學(xué)性質(zhì)測試表明這兩種納米片均具有較優(yōu)異的電化學(xué)性質(zhì)。 （3）通過簡單的兩步水熱法成功合成了具有核-殼結(jié)構(gòu)的NiCo2O4@MnO2納米片列陣，這種納米片核-殼結(jié)構(gòu)比較均勻的生長在泡沫鎳基底上,并直接作為超級電容器電極。通過XRD、EDS、SEM以及TEM測試,證實(shí)了得到的納米片的組成和形貌。其中“核”為第一步水熱法得到的NiCo2O4納米片，其厚度為10nm左右，而“殼”為第二步反應(yīng)得到的MnO2納米片，厚度約為2nm。NiCo2O4納米片與MnO2納米片共同組成了三維的核-殼納米片列陣結(jié)構(gòu)。電化學(xué)測試表明，這種具有核-殼復(fù)合結(jié)構(gòu)的NiCo2O4@MnO2的電容性質(zhì)和循環(huán)穩(wěn)定性明顯優(yōu)于單純的NiCo2O4納米片。這說明將MnO2納米片生長在NiCo2O4納米片上得到的復(fù)合結(jié)構(gòu)能明顯改善材料的電容性質(zhì)并提高其循環(huán)穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：O614.812;TM53
【目錄】：

下載全文 更多同類文獻(xiàn)

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購買知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 冉奮;趙磊;張宣宣;吳寧;孔令斌;康龍;;納米棒狀錳氧化物的制備及其電化學(xué)電容性能[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年04期

2 王芬芬;蔡東輝;黃慧瑩;胡中華;徐子頡;;金屬鈉對活性炭低溫石墨化的影響[J];硅酸鹽通報(bào);2013年09期

3 席爾莉;俞中鋒;張泱泱;申劍冰;姚成;;聚氨酯預(yù)聚體接枝環(huán)氧樹脂的制備及固化性能研究[J];廣東化工;2013年17期

4 陳銘德;吐爾迪·吾買爾;康雪雅;宋懷河;張璐;王歡歡;;電解液對棉稈基活性炭超級電容器性能的影響[J];電池工業(yè);2013年Z1期

5 高云芳;宋云龍;王艷平;任冬雷;徐新;李飛;;PbSO_4/活性炭復(fù)合材料的制備和電化學(xué)性能[J];材料研究學(xué)報(bào);2013年05期

6 鐘新仙;馮崎鵬;黃有國;王芳平;王志洪;盧勝彬;王紅強(qiáng);;超級電容器用摻雜聚苯胺納米材料的乳液聚合法及電容性能研究[J];功能材料;2013年19期

7 樊劍章;崔青霞;石偉;周佳盼;米紅宇;;原位沉淀-焙燒法制備NiO/P-CNT復(fù)合材料及其電容性質(zhì)[J];功能材料;2013年19期

8 路恒達(dá);王欣;朱君秋;林瑋;唐電;;RuO_2-ZrO_2二元氧化物電活性的EIS分析[J];福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年05期

9 張勇;李光胤;高海麗;張建;黃淑榮;王力臻;宋延華;;二氧化錳微納米球和微米棒的制備工藝優(yōu)化及性能[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2013年10期

10 高磊;廖奕;張小華;陳金華;;聚苯胺納米刺/摻氮空心碳球復(fù)合材料的制備及電容性能[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào);2013年12期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 魏海博;陳一民;謝凱;;高比表面積椰殼活性炭電極材料研究[A];中國空間科學(xué)學(xué)會空間材料專業(yè)委員會2012學(xué)術(shù)交流會議論文（摘要）集[C];2012年

2 靳添絮;劉立;陳樹新;;軍用裝備中基于超級電容器的混合動力裝置設(shè)計(jì)及應(yīng)用[A];2011年中國智能自動化學(xué)術(shù)會議論文集（第一分冊）[C];2011年

3 曹詩易;金晨靜;韓杰;郭榮;;PANI@MnO_2空心球復(fù)合材料的合成及其催化性能研究[A];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第26分會：膠體與界面[C];2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 杜憲;石墨烯的可控制備、后處理及其電化學(xué)電容性能研究[D];北京化工大學(xué);2013年

2 李曉偉;過渡金屬氧化物微納結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑及電化學(xué)性能研究[D];山東大學(xué);2013年

3 魏穎;功能性離子液體/離子液體復(fù)合物的合成、性質(zhì)及在超級電容器中的應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2013年

4 孫誼;碳基超級電容器單體性能相關(guān)理論與應(yīng)用技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2013年

5 劉卯成;雙金屬氧化物及其復(fù)合材料的贗電容行為研究[D];蘭州理工大學(xué);2013年

6 SANGARE Moussa;用于鋰離子電池負(fù)電極的硅基復(fù)合材料研究[D];華中師范大學(xué);2013年

7 張金輝;超級電容器復(fù)合電極材料制備及電化學(xué)性能研究[D];燕山大學(xué);2013年

8 馬聰聰;缺陷石墨烯在氣敏傳感器和鋰離子電池中的應(yīng)用[D];北京化工大學(xué);2013年

9 曾凡焱;石墨烯基碳納米材料的制備及其電化學(xué)性能研究[D];湖南大學(xué);2013年

10 王林;超級電容器石墨烯基復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 林俊;鈷基氧化物熱電材料制備與物性[D];杭州電子科技大學(xué);2011年

2 陳雅桃;金屬氧化物基超級電容器電極材料的制備與電化學(xué)性能研究[D];西南科技大學(xué);2011年

3 田鳳琴;用于非對稱超級電容器正極的錫摻雜二氧化錳的研究[D];大連理工大學(xué);2013年

4 金英華;超級電容器的性能研究與狀態(tài)分析[D];大連理工大學(xué);2013年

5 王雅玉;碳—?dú)溲趸噺?fù)合電極材料的研究及其在非對稱超級電容器中的應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2013年

6 閆寶玉;用于疊片式超級電容器的碳電極材料的制備及電容特性[D];吉林大學(xué);2013年

7 蔣春花;PVA基和PEO基離子液體聚合物電解質(zhì)的制備及性能研究[D];吉林大學(xué);2013年

8 傅廣港;靜電紡絲法構(gòu)建碳系導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)骨架及其超級電容器性能[D];西南交通大學(xué);2013年

9 李晨;乳液法制備聚苯胺/活性炭復(fù)合電極材料的研究[D];北京化工大學(xué);2013年

10 白翔;多級多孔碳納米纖維的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其儲能性能的研究[D];北京化工大學(xué);2013年

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 牛海霞;楊晴;俞斐;唐凱斌;周偉;;氧化鎂單晶納米片的簡單合成(英文)[J];化學(xué)物理學(xué)報(bào)(英文版);2006年05期

2 蔣家興;鄭遠(yuǎn)輝;趙劍曦;;六邊形非化學(xué)計(jì)量比Cu_xS納米片:合成、表征及電化學(xué)性質(zhì)(英文)[J];無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào);2009年06期

3 劉奕;錢逸泰;;MnV_2O_6納米片的簡易水熱合成[J];無機(jī)材料學(xué)報(bào);2007年06期

4 張錫鳳;劉曉光;程曉農(nóng);殷恒波;曹智娟;郝偉;;四氧化三鐵納米片的制備及其在液體石蠟中摩擦學(xué)性能[J];潤滑與密封;2008年12期

5 韋斐;吳也凡;羅凌虹;石紀(jì)軍;程亮;郎瑩;;NiO空心微球的規(guī)�；苽渑c表征[J];電子元件與材料;2009年12期

6 孫進(jìn)賀;景燕;姚穎;嚴(yán)育通;;水熱法控制合成Cu_4(OH)_6SO_4納米帶和CuO納米片(英文)[J];鹽湖研究;2007年03期

7 周超;陳剛;張紅杰;王群;;Sr_2Ta_2O_7納米片的水熱合成及其高效光降解甲基橙溶液的性能研究(英文)[J];無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào);2009年11期

8 陳立橋;張文惠;張偉德;吳明娒;;赤鐵礦Fe_2O_3納米片的形貌調(diào)控及其氣敏性研究[J];材料研究與應(yīng)用;2010年04期

9 荊飛飛;周德鳳;楊國程;劉海濤;孟健;;單晶MoO_3納米片:靜電紡絲法制備及光催化活性[J];無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào);2011年03期

10 胡寒梅;鄧崇海;黃顯懷;李燕;孫梅;張克華;;低溫水熱前驅(qū)物技術(shù)制備單晶PbS納米片(英文)[J];無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào);2007年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 康宏亮;黃改玲;范翠紅;陳玉鳳;馬淑蘭;楊曉晶;;Li-Al雙金屬氫氧化物納米片的制備[A];中國化學(xué)會第26屆學(xué)術(shù)年會無機(jī)與配位化學(xué)分會場論文集[C];2008年

2 朱永法;;Bi2WO6納米片新型可見光光催化劑研究[A];第三屆全國環(huán)境化學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集[C];2005年

3 陳德良;溫合靜;候賢祥;張銳;;“插層化學(xué)-局部轉(zhuǎn)化”技術(shù)制備低維納米晶[A];全國博士后微納米粉體與材料應(yīng)用技術(shù)交流會論文集[C];2009年

4 屈敦林;姚陳忠;李高仁;劉鵬;童葉翔;;片狀CeO_2納米膜的電化學(xué)制備研究[A];2008年全國冶金物理化學(xué)學(xué)術(shù)會議專輯（上冊）[C];2008年

5 胡正龍;顧豪爽;胡永明;鄭凱泓;袁穎;尤晶;;Bi_4Ti_3O_(12)納米片的水熱合成與光致發(fā)光性能研究[A];2006年全國功能材料學(xué)術(shù)年會專輯[C];2006年

6 陳繼章;唐宇峰;楊立;;TiO_2納米片自組裝空心微球的合成及其倍率性能研究[A];第二十八屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

7 金明尚;匡勤;謝兆雄;鄭蘭蓀;;利用液液界面為模板合成一維、二維銀納米材料的研究[A];中國化學(xué)會第26屆學(xué)術(shù)年會納米化學(xué)分會場論文集[C];2008年

8 王長華;張昕彤;劉益春;;水熱處理鈦板制備TiO_2納米片光催化劑[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第04分會場摘要集[C];2010年

9 趙旭;張川;滿毅;朱永法;;Bi_2MoO_6納米片的制備及可見光催化性能研究[A];第四屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

10 梁福鑫;楊振忠;;界面材料化制備Janus材料[A];2011年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會論文摘要集[C];2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 梁建;新型結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料的制備與表征[D];太原理工大學(xué);2005年

2 張熊;二氧化錳及其納米復(fù)合材料的可控制備與性能研究[D];北京化工大學(xué);2008年

3 黃娟娟;片狀磁性金屬及合金納米顆粒的微波磁性與微波吸收特性研究[D];蘭州大學(xué);2007年

4 楊秀雙;基于無機(jī)層狀納米材料的新型電化學(xué)生物傳感器的研究[D];北京化工大學(xué);2008年

5 楊峰;ZnO納米結(jié)構(gòu)形態(tài)調(diào)控與表面光電性能研究[D];浙江大學(xué);2008年

6 任蘭正;貴金屬微、納米材料的液相法合成和應(yīng)用研究[D];上海交通大學(xué);2008年

7 王毅;層狀雙羥基復(fù)合金屬氧化物及其薄膜的制備與性能研究[D];北京化工大學(xué);2009年

8 杜衛(wèi)民;結(jié)構(gòu)形貌多元化的納米級硫?qū)侔雽?dǎo)體液相合成、生長機(jī)理及性能研究[D];上海交通大學(xué);2007年

9 劉小燕;硫?qū)倩衔锖脱趸锛{米材料的化學(xué)液相合成與機(jī)理研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

10 潘安強(qiáng);釩—基納米材料或納米復(fù)合材料用作鋰電池正極的性能研究[D];中南大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 包福喜;鈷基金屬氧化物的合成及其贗電容性質(zhì)的研究[D];吉林大學(xué);2014年

2 黨蕊;納米銅及其氧化物的制備與性能研究[D];浙江理工大學(xué);2014年

3 肖寧如;綠色方法合成不同形貌硒化鋅納米晶的研究[D];吉林大學(xué);2009年

4 段君元;尺寸與形貌可控的低維銀納米結(jié)構(gòu)的制備[D];武漢理工大學(xué);2009年

5 董佳敏;金納米顆粒的制備及形貌控制[D];蘭州理工大學(xué);2009年

6 姜興東;特殊形狀納米顆粒的制備與表征[D];蘭州大學(xué);2008年

7 王鵬;氟化亞鈰納米晶和碳管包覆氟化亞鈰納米線復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備及其高壓結(jié)構(gòu)相變研究[D];吉林大學(xué);2009年

8 黃勁;硫化錫和硒化錫納米晶的溶劑熱法合成及表征[D];青島科技大學(xué);2006年

9 孫海闊;硅基板上氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的制備與表征[D];浙江大學(xué);2008年

10 張亞輝;基于無機(jī)納米片構(gòu)筑第三代電化學(xué)生物傳感器的研究[D];北京化工大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：雙金屬氧化物及其復(fù)合材料的贗電容行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：201658