碳納米管、石墨因具有高導電、高強度、高彈性、高長徑比、大比表面積和高吸收等等特性而被人廣泛熟知。含有碳納米管或石墨的碳基納米復合材料若引入鐵化物（Fe₃O₄/Fe₃C）,可使其同時兼有碳納米材料和金屬化物的優(yōu)點。本文以本實驗室之前已合成的二茂鐵基聚合物（PDPFDE）為原料,通過一步熱裂解PDPFDE制備得到一種新型碳基納米復合材料。探究裂解溫度和裂解時間對其結(jié)構(gòu)的影響,同時探究碳基納米復合材料在吸波、超級電容器的應用,其詳細的研究如下:1)本文采用一步裂解PDPFDE制備了碳基納米復合材料,探討了不同裂解溫度（550°C-2h,650°C-2h和750°C-2h）、不同裂解時間（650oC-1h、650°C-2h和650oC-3h）下其碳基納米復合材料的結(jié)構(gòu)。在所有碳基納米復合材料中,通過SEM、TEM、XRD分析可初步判斷具有最佳形貌的是650°C-2h碳基納米復合材料。650°C-2h碳基納米復合材料含有多壁碳納米管和石墨這兩個特殊的碳材料,又因碳化含有二茂鐵的聚合物引入Fe₃O_4<... 

【文章來源】：西南科技大學四川省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

材料的電磁微波吸收示意圖

西南科技大學碩士學位論文12要利用環(huán)保材料低成本制造超級電容器[78,79]，經(jīng)常摻雜Fe、N、O等元素來增強碳納米管的電化學性能[26-28]，或者通過設(shè)計制備同時含有不同儲能機制的材料來增強電容器儲能性能。1.3.2超級電容器機理和分類依據(jù)電荷存儲的機制，超級電容器可被分為：雙電層電容器(electricaldouble-layercapacitors，EDLCs)、法拉第贗電容(Pseudocapacitance，PCs)。我們還把EDLCs和贗電容組合而成的稱為混合超級電容器(hybridcapacitor)，混合超級電容器是結(jié)合了EDLCs和贗電容器兩種不同的存儲機制[80,81]。眾所周知，研究某一個超級電容器整個體系時，若其同時有EDLCs和贗電容兩種不同的存儲機制時，常常是一種存儲機制處于主導地位，另一種相對較弱。關(guān)于超級電容器的電極材料，現(xiàn)今大致有三種類型:碳材料、金屬氧化物和導電聚合物[67,80,81]。1)雙電層電容器如圖1-2所示，雙層電容器設(shè)備的能量存儲和釋放機制是將電解質(zhì)離子吸附到電極材料的表面上來存儲電荷，稱為電極-電解液界面間電荷的靜電作用，其電荷儲存過程是非法拉第反應，整個過程是不涉及氧化還原反應的物理電荷轉(zhuǎn)移過程。因此對電位變化的響應很快而且沒有擴散限制，由此得到了高功率。但是電荷僅限于表面，致使超級電容器的能量密度較校眾所周知，我們可通過恒電位和恒電流方法將超級電容器與電池區(qū)分開，雙電層超級電容器的特點是擁有經(jīng)典的矩形循環(huán)伏安圖，同時恒定電流下電位隨著時間變化是成線性變化的[71,81]。圖1-2雙電層電容器電荷存儲機制示意圖[67]總之，雙電層電容器擁有相對低的能量密度和相對高的功率密度的特點，常見的

鮮墻鶚粞躉?颷85](NiO、RuO2、MnO2、ZnO、SnO2、Co3O4、Fe3O4等)和導電聚合物(聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等)[86,87]。RuO2是常用于贗電容的金屬氧化物材料，因為RuO2的理論電容值高(1200-2200F/g)、電勢窗大(1.4V)，被一致認為是非常良好的電極材料。但是RuO2的價格和毒性限制了它的發(fā)展，所以研究者們對其他的金屬氧化物進行了廣泛研究[88]，例如鐵氧化物(Fe2O3、Fe3O4)。此外，現(xiàn)今還出現(xiàn)一種Fe3C的物質(zhì)[89]，一般是高溫碳化后隨鐵氧化物一起生成的產(chǎn)物，在超級電容器中應用也比較廣泛。如圖1-3所示，對于法拉第贗電容材料，大致有3種不同表面反應形式和機理，而不同的法拉第機理伴隨著不同的電化學電容特征。根據(jù)Conway的理論，贗電容法拉第機理主要分為三種類型，即欠電位沉積、氧化還原贗電容和插入贗電容[67,83]。圖1-3不同類型的贗電容電極的電荷存儲機制示意圖：(a)欠電位沉積，(b)氧化還原贗電容器和(c)插入贗電容[67]


本文編號：3425428