發(fā)布時(shí)間：2021-08-23 09:29

　　隨著環(huán)境污染不斷加劇,石油燃料資源日漸枯竭,對(duì)新能源的開發(fā)和對(duì)環(huán)境的保護(hù)成為人們關(guān)注的主要問題,尋求高效的、綠色的能量儲(chǔ)存設(shè)備備受關(guān)注。超級(jí)電容器作為介于二次電池和傳統(tǒng)電容器之間的儲(chǔ)能器件,具有眾多優(yōu)點(diǎn)。超級(jí)電容器具有高功率密度、可以進(jìn)行快速充放電、具有長的循環(huán)壽命,是一種綠色清潔的新能源儲(chǔ)存設(shè)備。決定超級(jí)電容器性能的一個(gè)重要組成部分就是超級(jí)電容器的電極材料,隨著可穿戴技術(shù)的不斷發(fā)展,透明和柔性的超級(jí)電容器成為未來電子產(chǎn)品的熱門。石墨相氮化碳作為最古老的聚合物,同時(shí)也被認(rèn)為是最穩(wěn)定的同素異形體,制備方法簡便且對(duì)環(huán)境無污染。本文以g-C₃N₄納米線材料為基礎(chǔ),制備電化學(xué)性能良好的透明復(fù)合電極材料。主要工作如下:（1）以尿素為原材料制備g-C₃N₄,通過使用堿溶液對(duì)塊狀的g-C₃N₄進(jìn)行剪切,使其微觀形貌成為納米線狀,形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。并以聚乙烯醇（PVA）作為成膜骨架,通過簡單的真空抽濾得到透明的超級(jí)電容器電極,由此制備的電極除了具有較好的電化學(xué)性能,面積電... 

【文章來源】：長春工業(yè)大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

（a）雙電層電容（b）贗電容電容

由二維（2D）石墨烯片或三維（3D）多孔石墨碳支撐。g-C3N4的結(jié)構(gòu)可以通過多種合成途徑來控制，包括不同的縮合溫度，不同的前驅(qū)體比例，通過軟/硬模板誘導(dǎo)，以及剝離和摻雜。g-C3N4可以通過熱聚合富含氮且無氧的化合物前體制成，這些化合物前體包含預(yù)鍵合的CN核結(jié)構(gòu)（三嗪和庚嗪衍生物），例如尿素，三聚氰胺，雙氰胺，氰胺，硫脲，氯化胍等。尿素前體可在約550℃轉(zhuǎn)化成g-C3N4。C3N4粉末在可見光下通常為黃色。聚合之后的g-C3N4在600℃以上的溫度下會(huì)不穩(wěn)定。一旦溫度超過700℃以后，g-C3N4會(huì)生成氮和氰基。圖1.2g-C3N4的兩種化學(xué)結(jié)構(gòu)（a）三嗪為結(jié)構(gòu)單元（b）三-s-三嗪為結(jié)構(gòu)單元1.3.3g-C3N4的微觀形貌塊狀g-C3N4：塊狀的g-C3N4可以通過在400-600℃之間熱縮合各種前體來合成，例如氰胺，雙氰胺，三聚氰胺，硫脲和尿素。例如，由氰酰胺通過加成和縮聚反應(yīng)合成g-C3N4。氰酰胺分子分別在203和234℃下縮合成雙氰胺和三聚氰胺。接著除去縮合的雙氰胺，通常所有的三聚氰胺都是在335℃出現(xiàn)，并且通過進(jìn)一步縮合單元，g-C3N4在520℃合成。在煅燒過程中，顏色會(huì)發(fā)生變化，從白色（前體）變成淺黃色。通過這種方法獲得的g-C3N4通常具有較低的表面積和較差的水溶性[12,13]。使用尿素用馬弗爐在450℃-600℃的溫度下，以每分鐘15℃的加熱速率合成的片狀g-C3N4具有高比表面積和高孔隙率。在熱處理過程中，低溫下產(chǎn)生的NH3和高溫下產(chǎn)生的CO2對(duì)于g-C3N4的多孔結(jié)構(gòu)起著主導(dǎo)作用。

3.2.2 g-C3N4 NWs 及其復(fù)合透明導(dǎo)電薄膜的制備 首先，將 200 mg PVA 加入到去離子水中，并加熱到 85℃保持 1 小時(shí)，PVA溶解后變澄清溶液。然后，在攪拌條件下加入 g-C3N4 納米線水凝膠，繼續(xù)攪拌一小時(shí)使 PVA 溶液和 g-C3N4 納米線水凝膠混合均勻。通過真空抽濾將混合溶液通過濾膜（孔徑 220 nm，水系濾膜），溶液緩緩倒入抽濾裝置，以避免產(chǎn)生氣泡。經(jīng)過幾小時(shí)的抽濾后，混合液在濾紙上形成一張薄膜，使其在空氣中干燥，然后將膜從過濾器下剝離下來，通過丙酮?jiǎng)冸x的方法得到透明的薄膜。為了比較不同的透光率和電化學(xué)性能，通過相同的程序制備了具有不同 g-C3N4 質(zhì)量負(fù)載的薄膜。用相同的方法制備 g-C3N4/PVA/PEDOT:PSS 膜。


本文編號(hào)：3357613