在科技蓬勃發(fā)展的二十一世紀,人們對于能源的依賴越來越強,迫切需要發(fā)展能量轉(zhuǎn)換和存儲的新技術(shù),這種技術(shù)需要具有高穩(wěn)定性,成本低廉,環(huán)保等優(yōu)點,所以廣大研究人員不斷探索,促使該領(lǐng)域獲得了快速發(fā)展。在本研究中,利用聚（丙烯胺鹽酸鹽）（PAH）修飾的還原氧化石墨烯以及聚丙烯酸（PAA）制備（PAA/PAH-rGO）自組裝薄膜,并在此薄膜上負載氫氧化鈷（Co（OH）₂）,獲得具有高電容性能和高催化效率,成本低廉的（PAA/PAH-rGO）x-Co（OH）₂電極材料。主要開展了如下工作:（1）利用PAH修飾的還原氧化石墨烯以及PAA,使用層層自組裝的方法制備（PAA/PAH-rGO）自組裝薄膜,并在此薄膜上利用恒電流法進行Co（OH）₂的電沉積,獲得（PAA/PAH-rGO）x-Co（OH）₂柔性電極材料。研究發(fā)現(xiàn),增加LbL的層數(shù),延長電沉積時間,都可以提升樣品的電化學(xué)性能,其中使用LbL和恒電流電沉積相結(jié)合的插層法（LbL-CP-LbL）,使用Co（NO₃）₂作為... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

超級電容器的組成和結(jié)構(gòu)(LeeSW,2011)

第1章緒論4是由于二者儲能原理的本質(zhì)所決定的。但是EDLC也有FPC無法比擬的優(yōu)勢，比如FPC通過劇烈的氧化還原儲能，但是這個反應(yīng)會對電解質(zhì)和活性電極材料造成損耗，所以FPC的循環(huán)使用壽命不如EDLC長(ShiH.1996;ZhuY,2011;PechD,2010)。圖1-2EDLC和FPC原理(SimonP,2014)1.2.3超級電容器的電極1.2.3.1碳材料在目前的研究中，EDLC經(jīng)常使用碳材料作為電極材料，這是因為碳材料的的含量大，加工工藝簡單，比表面積大，導(dǎo)電性好，而且沒有毒性，同時還具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性和寬泛的工作溫度(OgoshiT,2015)。最近一段時間經(jīng)常被報道的碳材料包括石墨烯，活性炭(AC)，碳納米管(CNTs)等。AC的比表面積通常大于2000m2/g，經(jīng)過測試得知，AC材料在水溶液中的比電容可以達到200F/g，即使在水中也能達到100F/g的高電容，所以AC非常適合用作EDLC的電極(FrackowiakE.,2007)。然而AC的孔徑分布從0.3-100nm不等，沒有在一個有序的范圍內(nèi)，因此在AC材料的內(nèi)部，微孔、中孔和大孔隨機連接，比電容的增加也并不線性，沒有規(guī)律可循(LiuHJ,2011;ZhouH,2003;ChmiolaJ,2006)。碳納米管(CNTs)因為導(dǎo)電性和穩(wěn)定性好，也可以作為EDLC的電極(F.Pico,2004)。但是CNTs的比電容遠不如AC，在有機電解質(zhì)中僅為30F/g(E.

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）工程碩士學(xué)位論文7圖1-3柔性電子系統(tǒng)關(guān)鍵的相關(guān)領(lǐng)域和基礎(chǔ)材料(NathanA,2012)1.3電催化反應(yīng)及其催化劑隨著全球能源需求的不斷增長，加上化石燃料的逐漸枯竭和環(huán)境的不斷惡化，刺激了人們對風(fēng)能、太陽能等可再生能源的迫切需求(ChuS,2012;JiaoY,2015;ReierT,2017;ZhangP,2018;ZhangP,2019,郭亞肖,2017;李昊亮,2013)。然而，這些可持續(xù)的能源通常是間歇性的，供需之間存在時間差。因此，為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的能源格局，需要大量的能源轉(zhuǎn)換和存儲技術(shù)，如將太陽能和風(fēng)能產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)化為氫燃料的水電解技術(shù)、具有極高的能量密度和低成本、環(huán)保的未來新型電池(LuXF,2019;ZhangM,2018;DrespS,2016)。氧氣析出反應(yīng)(OER)、氧還原反應(yīng)(ORR)和氫氣析出反應(yīng)(HER)等催化反應(yīng)，動力學(xué)十分緩慢，嚴重阻礙了這些能量轉(zhuǎn)換和儲存系統(tǒng)的發(fā)展(LuXF,2019;HuX,2020;LuXF,2019;LuXF,2019)。特別是OER，它可以應(yīng)用于多種能源轉(zhuǎn)換和存儲技術(shù)，作為最具挑戰(zhàn)性的難題之一，在過去的幾十年里引起了人們的極大關(guān)注。當(dāng)前的工業(yè)水平上的電催化劑高度依賴于貴金屬催化劑，特別是在酸性條件下。但是，貴金屬基電催化劑成本高昂，地殼儲量低和相的穩(wěn)定性相對較差，極大地阻礙了其大規(guī)模商業(yè)化(KasianO,2018;WuZP,2020;HuynhM,2015)。通常貴金屬基電催化劑無法在酸性條件下工作。但是最近的一些研究表明，催化劑可以在中性和酸性條件下催化OER，例如氧化錳(HuynhM,2015)、金屬磷酸鹽和硼酸鹽(KananMW,2008;ChenP,2016)等。在堿性條件下，某些非貴金屬基電催化劑能夠以顯著的催化性能催化OER，

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種高效雙功能電催化劑CoP/Co@NPC@rGO的制備[J]. 黃康,朱梅婷,張飛鵬,許志龍,王洪濤,肖葵,吳俊升.  工程科學(xué)學(xué)報. 2020(01)
[2]CoP/RGO復(fù)合材料的制備及結(jié)構(gòu)性能研究[J]. 李俊莉,楊玉琴,皇甫鑫強,陳選欣.  化工新型材料. 2019(11)
[3]鎳鐵鈷磷化物納米片陣列的制備及其電催化析氧性能[J]. 張璋,胡先標(biāo).  華南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(05)
[4]電催化析氫、析氧及氧還原的研究進展[J]. 郭亞肖,商昌帥,李敬,汪爾康.  中國科學(xué):化學(xué). 2018(08)
[5]鈷鹽陰離子基團對Co-N-C催化劑電催化活性的影響[J]. 夏藝萌,吳帥,譚豐,李衛(wèi),魏清茂,閔春剛,楊喜昆.  材料導(dǎo)報. 2018(03)



本文編號：3412192