隨著化石能源的日益枯竭及化石能源使用帶來的日益嚴(yán)重的環(huán)境危機(jī),我們必須加快擺脫過度依賴化石燃料的能源體系,尋求一種可持續(xù)發(fā)展的新能源體系。其中電化學(xué)儲(chǔ)能作為新能源體系的重要組成部分被認(rèn)為是可取代化石能源體系的可持續(xù)發(fā)展能源體系。超級電容器、鋰離子電池作為電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要組成部分近年來引起了廣泛的關(guān)注。電極材料作為超級電容器、鋰離子電池的重要組成部分其不斷更新與發(fā)展在超級電容器、鋰離子電池的發(fā)展中有舉足輕重的作用。本論文設(shè)計(jì)合成了納米碳／金屬氧化物和納米碳／金屬氫氧化物復(fù)合材料,并對復(fù)合材料的儲(chǔ)能性能進(jìn)行了研究。具體研究如下：1、研究了一種具有普適性采用表面活性劑對納米碳材料進(jìn)行表面修飾,改善其表面親水性,然后采用共沉淀法在納米碳材料表面原位生長水滑石納米陣列的方法。采用該方法成功地在納米石墨、碳納米管表面生長得到水滑石納米陣列得到KS-6石墨／鎳鋁水滑石復(fù)合材料（記做KS-6/NiAl-LDHs）及碳納米管／鎳鋁水滑石復(fù)合材料（記做CNTs/NiAl-LDHs）。合成得到的納米碳／水滑石復(fù)合材料具有優(yōu)異的超級電容器性能,在1 A·g-1的電流密度下KS-6/NiAl-LDHs與CN... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器概述
        1.2.1 超級電容器儲(chǔ)能機(jī)理
        1.2.2 超級電容器電極材料
            1.2.2.1 碳材料
            1.2.2.2 金屬氧化物
            1.2.2.3 導(dǎo)電聚合物
    1.3 LDHs概述
        1.3.1 LDHs的結(jié)構(gòu)與組成
        1.3.2 LDHs基超級電容器電極材料研究進(jìn)展
    1.4 碳納米管概述
        1.4.1 碳納米管的結(jié)構(gòu)
        1.4.2 碳納米管的合成
        1.4.3 碳納米管的應(yīng)用
    1.5 論文選題意義與主要研究內(nèi)容
        1.5.1 論文選題意義
        1.5.2 主要研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 測試分析儀器
    2.4 電化學(xué)測試
        2.4.1 超級電容器電化學(xué)性能測試
            2.4.1.1 超級電容器電極的制作
            2.4.1.2 超級電容器循環(huán)伏安（CV）測試
            2.4.1.3 超級電容器恒流充放電測試
        2.4.2 鋰離子電池電化學(xué)性能測試
            2.4.2.1 半電池的組裝
            2.4.2.2 半電池性能測試
第三章 納米碳材料原位生長NiAl-LDHs納米陣列及其超級電容器性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 KS-6/NiAl-LDHs納米陣列復(fù)合物的制備
        3.2.2 CNTs/NiAl-LDHs納米陣列復(fù)合物的制備
        3.2.3 合成NiAl-LDHs對比樣品
        3.2.4 無表面活性劑處理合成KS-6/NiAl-LDHs復(fù)合物
    3.3 結(jié)果分析與討論
        3.3.1 KS-6/NiAl-LDHs復(fù)合物的結(jié)構(gòu)及形貌表征
            3.3.1.1 KS-6/NiAl-LDHs復(fù)合物的XRD表征
            3.3.1.2 KS-6/NiAl-LDHs復(fù)合物形貌表征
        3.3.2 表活劑修飾與無表活劑合成KS-6/NiAl-LDHs復(fù)合物結(jié)構(gòu)對比
        3.3.3 CNTs/NiAl-LDHs復(fù)合物的結(jié)構(gòu)及形貌表征
            3.3.3.1 CNTs/NiAl-LDHs復(fù)合物的XRD表征
            3.3.3.2 CNTs/NiAl-LDHs復(fù)合物的形貌表征
        3.3.4 KS-6/NiAl-LDHs復(fù)合物的電化學(xué)性能測試
            3.3.4.1 KS-6/NiAl-LDHs復(fù)合物的CV測試
            3.3.4.2 KS-6/NiAl-LDHs復(fù)合物的恒流充放電及倍率性能測試
            3.3.4.3 KS-6/NiAl-LDHs復(fù)合物的循環(huán)性能測試
        3.3.5 CNTs/NiAl-LDHs復(fù)合物的電化學(xué)性能測試
            3.3.5.1 CNTs/NiAl-LDHs復(fù)合物的CV測試
            3.3.5.2 CNTs/NiAl-LDHs復(fù)合物的恒流充放電及倍率性能測試
            3.3.5.3 CNTs/NiAl-LDHs復(fù)合物的循環(huán)性能測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 膨脹石墨/NiAl-LDHs的合成及其超級電容器性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 EG/NiAl-LDHs納米陣列復(fù)合物的合成
        4.2.2 對比樣品NiAl-LDHs的合成
    4.3 結(jié)果分析與討論
        4.3.1 EG/NiAl-LDHs復(fù)合物的結(jié)構(gòu)及形貌表征
            4.3.1.1 EG/NiAl-LDHs XRD的表征
            4.3.1.2 EG/NiAl-LDHs形貌的表征
        4.3.2 EG/NiAl-LDHs的電化學(xué)性能測試
            4.3.2.1 EG/NiAl-LDHs的CV測試
            4.3.2.2 EG/NiAl-LDHs的恒流充放電及倍率性能測試
            4.3.2.3 EG/NiAl-LDHs的循環(huán)性能測試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 水滑石前驅(qū)體基催化劑催化復(fù)雜碳源生長碳納米管及其儲(chǔ)鋰性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 水滑石催化劑前驅(qū)體的合成
            5.2.1.1 粉體NiMgAl-LDHs及NiAl-LDHs催化劑前驅(qū)體的合成
            5.2.1.2 鎳網(wǎng)/NiMgAl-LDHs及鎳網(wǎng)/NiAl-LDHs催化劑前驅(qū)體的合成
            5.2.1.3 CF/NiCo-LDHs催化劑前驅(qū)體的合成
        5.2.2 水滑石催化復(fù)雜碳源生長CNTs
    5.3 結(jié)果分析與討論
        5.3.1 水滑石催化劑前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)及形貌表征
            5.3.1.1 粉體NiMgAl-LDHs催化劑前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)及形貌表征
            5.3.1.2 粉體NiAl-LDHs催化劑前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)及形貌表征
            5.3.1.3 鎳網(wǎng)/NiMgAl-LDHs催化劑前驅(qū)體形貌表征
            5.3.1.4 鎳網(wǎng)/NiAl-LDHs催化劑前驅(qū)體形貌表征
            5.3.1.5 CF/NiCo-LDHs催化劑前驅(qū)體形貌表征
        5.3.2 水滑石基前驅(qū)體催化劑催化復(fù)雜碳源生長CNTs的表征
            5.3.2.1 NiMgAl-LDHs前驅(qū)體催化劑催化生長CNTs結(jié)構(gòu)形貌表征
            5.3.2.2 鎳網(wǎng)/NiMgAl-LDHs前驅(qū)體催化劑催化生長CNTs形貌表征
            5.3.2.3 延長反應(yīng)時(shí)間催化生長CNTs形貌表征
            5.3.2.4 NiAl-LDHs前驅(qū)體催化劑催化生長CNTs形貌表征
            5.3.2.5 鎳網(wǎng)/NiAl-LDHs前驅(qū)體催化劑催化生長CNTs形貌表征
            5.3.2.6 CF/NiCo-LDHs前驅(qū)體催化劑催化生長CNTs形貌表征
        5.3.3 LDHs基前驅(qū)體催化劑催化復(fù)雜碳源生長CNTs復(fù)合物的儲(chǔ)鋰性能研究
            5.3.3.1 粉體NMgAl-LDHs前驅(qū)體催化復(fù)雜碳源生長CNTs復(fù)合物的儲(chǔ)鋰性能研究
            5.3.3.2 CF/NiCo-LDHs前驅(qū)體催化劑催化復(fù)雜碳源生長CNTs復(fù)合物的儲(chǔ)鋰性能研究
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者及導(dǎo)師簡介
碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會(huì)決議書


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯/高分子復(fù)合薄膜的制備及應(yīng)用[J]. 于小雯,石高全.  高分子學(xué)報(bào). 2014(07)
[2]Carbon/carbon supercapacitors[J]. Elzbieta Frackowiak,Qamar Abbas,Franois Bguin.  Journal of Energy Chemistry. 2013(02)
[3]CoAl雙氫氧化物作超級電容器的電極材料[J]. 劉獻(xiàn)明,張校剛.  電源技術(shù). 2003(03)



本文編號：3044671