隨著化石能源的不斷消耗及其所帶來的環(huán)境污染的日益嚴(yán)重,強(qiáng)烈需求發(fā)展諸如風(fēng)能、太陽能、核能等綠色可持續(xù)能源,但這些能源的儲存問題,是影響它們充分發(fā)展的關(guān)鍵。超級電容器等化學(xué)儲能器件的出現(xiàn),很好地解決了這個問題。超級電容器（SC）因具有高功率密度、循環(huán)次數(shù)幾乎無限等優(yōu)點(diǎn),而被廣泛用于存儲器備用電源系統(tǒng)、工業(yè)電源和能量管理系統(tǒng)。多孔炭材料常用作SC的電極材料,其中含氮多孔炭具有比純碳材料更優(yōu)異的電化學(xué)性能而受到人們青睞。本文以含氮單體喹啉為原料、三氯化鋁為催化劑,采用自升壓法制備了高純的喹啉瀝青,測量了其軟化點(diǎn)、結(jié)焦值、族組成、灰分等基本性質(zhì),利用FTIR、UV-vis、GC-MS、GPC、XPS分析了其化學(xué)結(jié)構(gòu),接著通過TG/DTG、XRD、Raman、PLM研究了其碳化行為及焦炭的微觀結(jié)構(gòu),最后通過KOH和Zn Cl2活化制備了含氮多孔炭（NPC）,利用XRD、Raman、XPS、N2吸附測量儀及SEM、TEM分析了炭骨架結(jié)構(gòu)、孔結(jié)構(gòu)及形貌和表面性質(zhì),在6M KOH溶液中通過三電極測試系統(tǒng)詳細(xì)地考察了其電容性能。研究結(jié)果表明:（1）合成的喹啉瀝青是由不同分子量的含氮芳烴組成,數(shù)均分子量在... 

【文章來源】：遼寧科技大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

PANI納米纖維及相關(guān)電容性能測試

1.緒論4圖1.3PANI納米纖維及相關(guān)電容性能測試Fig.1.3PANInanofiberandrelatedcapacitanceperformancetestYang[34]等人通過添加或不添加表面活性劑的油水界面聚合合成了獨(dú)立的PPy膜，用表面活性劑制備的膜具有更孝更多的孔或泡(圖1.4)，并表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，在掃描速率為25mV/s時，比電容達(dá)為261F/g，在相同掃描速率下，經(jīng)過1000次循環(huán)后保持初始電容值的75%。圖1.4聚吡咯薄膜的SEM圖像Fig.1.4SEMimagesofPPyfilms過渡金屬氧化物是贗電容材料的另一個代表。文獻(xiàn)中報道較多的過渡金屬氧化物主要包括有RuO2、MnO2、V2O5、TiO2(B)、T-Nb2O5、Co3O4等[35-41]，這些過渡金屬氧化物具有形貌可控，高的電容性能，較好的循環(huán)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)受到了很多科研工作者的關(guān)注，但是這些過渡金屬氧化物的價格昂貴不易被商業(yè)化生產(chǎn)，

遼寧科技大學(xué)碩士學(xué)位論文5所制備的電極不能在酸性電解質(zhì)中應(yīng)用，這限制了過渡金屬氧化物電化學(xué)電容器的應(yīng)用[15,41-44]。Li等人[45]使用簡單且可擴(kuò)展的方法，在100℃、室溫、冰浴中進(jìn)行反應(yīng)，制備了由超薄納米薄片組裝的分級MnO2納米結(jié)構(gòu)，分別用HT-MnO2，RT-MnO2和LT-MnO2(HT、RT和LT分別代表高溫，室溫和低溫)標(biāo)記所得的產(chǎn)物。LTMnO2的掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)圖像顯示在圖1.5中。MnO2納米球由具有低結(jié)晶度的小納米薄片組裝而成，與RT-MnO2(173.6m2/g)和HT-MnO2(164.6m2/g)相比，LT-MnO2顯示出最大的比表面積(269.0m2/g)。此外，與RT-MnO2(140F/g)和HT-MnO2(120F/g)相比，LT-MnO2在20A/g(1molL-1Na2SO4)下具有最高的比電容(176F/g)。如圖1.5f所示，在功率密度為250W/kg時，LT-MnO2在三種樣品中的最高能量密度為45.6Wh/kg(RT-MnO2為42.2Wh/kg)和HT-MnO2為37.9Wh/kg)。圖1.5(a)LT-MnO2的SEM和(b)、(c)TEM圖像。三種樣品的電化學(xué)性能;(d)0.5A/g恒電流充放電曲線;(e)不同電流密度下的比電容;(f)Ragone圖Fig.1.5(a)SEMand(b),(c)TEMimagesofLT-MnO2.(d)Electrochemicalperformanceofthreesamples:0.5A/gconstantcurrentchargeanddischargecurve;(e)specificcapacitanceatdifferentcurrentdensities;(f)Ragonediagram大多數(shù)過渡金屬氧化物屬于帶隙較大的半導(dǎo)體[46]，寬頻帶隙導(dǎo)致電子和空穴濃度較低，導(dǎo)致電導(dǎo)率較低。鑒于此，研究者設(shè)計出一種方案，就是將導(dǎo)電聚合物和過渡金屬氧化物復(fù)合制備一種新型的電容器電極材料[47]-[51]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]生物質(zhì)多孔碳制備及其改性硫正極電化學(xué)性能研究[D]. 徐紅.西安理工大學(xué) 2019
[2]生物質(zhì)基超級電容器電極材料的制備與性能研究[D]. 袁夢瑩.齊魯工業(yè)大學(xué) 2019
[3]基于導(dǎo)電聚合物超級電容器電極材料的制備與表征[D]. 李世華.河北大學(xué) 2019
[4]多孔碳基氧電極催化劑的設(shè)計合成與可充放電鋅-空氣電池性能研究[D]. 陳思.山東大學(xué) 2019
[5]聚（6-羧基吲哚）納米線陣列的制備及其電致變色—超級電容器性能[D]. 史良.青島科技大學(xué) 2018
[6]導(dǎo)電聚合物/金屬氧化物電荷產(chǎn)生層的制備與電荷產(chǎn)生機(jī)理的研究[D]. 雷勇.西南大學(xué) 2017
[7]過渡金屬氧化物/石墨烯復(fù)合材料的制備及其超級電容性能研究[D]. 張偉豐.浙江大學(xué) 2013
[8]超級電容器用聚噻吩/聚苯胺/活性炭復(fù)合電極材料的研究[D]. 高峰閣.北京化工大學(xué) 2010



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