中間相碳微球具有良好的導(dǎo)電性,以及穩(wěn)定的物理化學(xué)性能,常用于鋰離子電池的電極材料。碳納米管由于其具有高的比表面積,卓越的導(dǎo)電性,因此常用于電池或者超級電容器的電極材料。然而,中間相碳微球的比表面比較低,并且無孔,因此其在超級電容器領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。本文通過在石墨化后的中間碳微球表面生長碳納米管從而制備中間相碳微球/碳納米管的雜化材料,并將所制備的雜化材料應(yīng)用于超級電容器的電極材料。本研究利用化學(xué)氣相沉積法在石墨化后的中間相碳微球表面生長碳納米管,九水硝酸鐵作為催化劑,乙炔作為碳源,氫氣為反應(yīng)氣體,氮氣為保護氣體。通過改變生長溫度以及氫氣與乙炔的比例來分析生長環(huán)境對產(chǎn)物形貌的影響,并且研究不同的形貌對電化學(xué)性能的影響。研究結(jié)果顯示當(dāng)氫氣與乙炔的比例為2/1,生長溫度為750℃的時候,所生長的碳納米管產(chǎn)量最大,并且純度較高,管徑較為均勻（約為23 nm）。當(dāng)增大氫氣與乙炔的比例或者升高生長溫度都不利于碳納米管的生長,產(chǎn)物含有顆粒,片層,纖維,以及線狀等碳納米結(jié)構(gòu)的存在。通過對所制備的雜化材料進行比表面測試和電化學(xué)性能分析,結(jié)果顯示所有制備的雜化材料的比表面積都高于石墨化后的中間相碳微球,... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1. 緒論
    1.1 本課題的研究意義及背景
        1.1.1 中間相碳微球
        1.1.2 碳納米管的生長
        1.1.3 超級電容器儲能機理
    1.2 國內(nèi)外研究進展
    1.3 本課題研究意義,研究內(nèi)容與研究方案
        1.3.1 研究意義
        1.3.2 主要研究內(nèi)容
        1.3.3 本課題研究方案
2. 實驗材料與研究方法
    2.1 實驗試劑與原料
        2.1.1 石墨化后的中間相碳微球
        2.1.2 主要試劑
        2.1.3 實驗主要儀器
    2.2 MCMB/CNTS雜化材料的制備
    2.3 MCMB/CNTS雜化材料的形貌結(jié)構(gòu)表征
        2.3.1 掃描電鏡
        2.3.2 透射電鏡
        2.3.3 拉曼光譜儀
        2.3.4 X射線衍射儀
2吸脫附測試">        2.3.5 N₂吸脫附測試
    2.4 電化學(xué)性能測試
        2.4.1 電極的制備
        2.4.2 循環(huán)伏安法
        2.4.3 交流阻抗譜分析
        2.4.4 恒流充放電測試
3. 實驗結(jié)果與討論
    3.1 MCMB/CNTS雜化材料的微觀形貌分析
        3.1.1 掃描電鏡分析
        3.1.2 透射電鏡分析
        3.1.3 微觀形貌分析小結(jié)
    3.2 MCMB/CNTS雜化材料的結(jié)構(gòu)分析
        3.2.1 拉曼光譜分析
        3.2.2 X射線衍射光譜分析
        3.2.3 結(jié)構(gòu)分析小結(jié)
    3.3 比表面分析
        3.3.1 比表面積與孔徑
        3.3.2 比表面分析小結(jié)
    3.4 電化學(xué)性能分析
        3.4.1 循環(huán)伏安法
        3.4.2 交流阻抗譜分析
        3.4.3 恒流充放電分析
        3.4.4 循環(huán)后的形貌與交流阻抗譜分析
        3.4.5 電化學(xué)性能分析小結(jié)
    3.5 碳納米管的生長機理分析
4. 結(jié)論與展望
    4.1 主要結(jié)論
    4.2 主要創(chuàng)新點
    4.3 展望
致謝
參考文獻
在校期間發(fā)表論文與獲獎勵情況



本文編號：3108704