石墨烯/MOFs超級(jí)電容器電極材料的設(shè)計(jì)、制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-01 02:46
隨著新興技術(shù)的快速發(fā)展和日益迫切的對(duì)清潔、可持續(xù)能源的需求,高效率和更強(qiáng)大的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)技術(shù)已成為當(dāng)今我們面臨的一項(xiàng)緊迫挑戰(zhàn)。超級(jí)電容器由于其高功率密度,長(zhǎng)循環(huán)穩(wěn)定性、低成本、快速充放電以及無污染運(yùn)行等特點(diǎn)而成為有前途的儲(chǔ)能裝置。超級(jí)電容器中最重要的就是電極材料,石墨烯作為一種明星材料,高電子傳導(dǎo)性,低質(zhì)量密度,優(yōu)異熱/機(jī)械/化學(xué)穩(wěn)定性,良好的光學(xué)性能和大的比表面積使其在超容中廣泛應(yīng)用,但其電容值偏低。金屬有機(jī)骨架(MOFs)作為一種新興材料,具有結(jié)構(gòu)可調(diào)控,尺寸大,表面積大,孔隙率高,熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),成為現(xiàn)在關(guān)注的材料,但其導(dǎo)電性不佳。因而本文將石墨烯材料和MOFs材料復(fù)合作為超級(jí)電容器的電極材料使用。主要工作如下:1、通過Hummers法合成氧化石墨烯(GO),再通過水合肼還原得到還原氧化石墨烯(RGO),采用紅外光譜(IR)、X射線衍射(XRD)、拉曼光譜表征這2種材料和市售的羧基化氧化石墨烯(GO-COOH)。結(jié)果顯示GO以及RGO合成成功,GO-COOH也與NanoInnova Technologics公司給出測(cè)試結(jié)果一致,成為較好的復(fù)合材料的前體。2、通過一步水熱法以六水...
【文章來源】:江漢大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
a能量密度圖
級(jí)電容器中的電荷存儲(chǔ)示意圖,(A)在電極表面的離子吸附(EDLC);(電荷轉(zhuǎn)移(贗電容)[8]on 等人[11]報(bào)道了康威曾確定了幾種可能導(dǎo)致贗電容電化學(xué)特性的感圖 1-3):(1)欠電勢(shì)沉積(圖 1-3a):當(dāng)金屬離子在不同的金屬時(shí),發(fā)生欠電位沉積的程度遠(yuǎn)高于其氧化還原電位。(2)氧化還原Redox):當(dāng)離子被電化學(xué)吸附到材料的表面或接近表面并伴隨法生氧化還原導(dǎo)致贗電容。(3)嵌入/脫出機(jī)制(Intercalation)(圖入到氧化還原活性材料的隧道或?qū)又袝r(shí)伴隨法拉第電荷轉(zhuǎn)移而沒有生贗電容。
粱?某潭仍陡哂諂溲躉?乖?縹弧#?)氧化還原反應(yīng)(圖1-3b)(Redox):當(dāng)離子被電化學(xué)吸附到材料的表面或接近表面并伴隨法拉第電荷轉(zhuǎn)移時(shí)發(fā)生氧化還原導(dǎo)致贗電容。(3)嵌入/脫出機(jī)制(Intercalation)(圖 1-3c):當(dāng)離子插入到氧化還原活性材料的隧道或?qū)又袝r(shí)伴隨法拉第電荷轉(zhuǎn)移而沒有晶體學(xué)相變時(shí)發(fā)生贗電容。圖 1-3 不同類型的可逆氧化還原機(jī)制引起的贗電容[11]1.2.2 超級(jí)電容器電極材料超級(jí)電容器中最重要的就是電極材料,通?煞譃樗姆N類型:(1)金屬氧化物(2)碳材料(3)導(dǎo)電聚合物材料(4)復(fù)合材料(1)金屬氧化物3
本文編號(hào):3469370
【文章來源】:江漢大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
a能量密度圖
級(jí)電容器中的電荷存儲(chǔ)示意圖,(A)在電極表面的離子吸附(EDLC);(電荷轉(zhuǎn)移(贗電容)[8]on 等人[11]報(bào)道了康威曾確定了幾種可能導(dǎo)致贗電容電化學(xué)特性的感圖 1-3):(1)欠電勢(shì)沉積(圖 1-3a):當(dāng)金屬離子在不同的金屬時(shí),發(fā)生欠電位沉積的程度遠(yuǎn)高于其氧化還原電位。(2)氧化還原Redox):當(dāng)離子被電化學(xué)吸附到材料的表面或接近表面并伴隨法生氧化還原導(dǎo)致贗電容。(3)嵌入/脫出機(jī)制(Intercalation)(圖入到氧化還原活性材料的隧道或?qū)又袝r(shí)伴隨法拉第電荷轉(zhuǎn)移而沒有生贗電容。
粱?某潭仍陡哂諂溲躉?乖?縹弧#?)氧化還原反應(yīng)(圖1-3b)(Redox):當(dāng)離子被電化學(xué)吸附到材料的表面或接近表面并伴隨法拉第電荷轉(zhuǎn)移時(shí)發(fā)生氧化還原導(dǎo)致贗電容。(3)嵌入/脫出機(jī)制(Intercalation)(圖 1-3c):當(dāng)離子插入到氧化還原活性材料的隧道或?qū)又袝r(shí)伴隨法拉第電荷轉(zhuǎn)移而沒有晶體學(xué)相變時(shí)發(fā)生贗電容。圖 1-3 不同類型的可逆氧化還原機(jī)制引起的贗電容[11]1.2.2 超級(jí)電容器電極材料超級(jí)電容器中最重要的就是電極材料,通?煞譃樗姆N類型:(1)金屬氧化物(2)碳材料(3)導(dǎo)電聚合物材料(4)復(fù)合材料(1)金屬氧化物3
本文編號(hào):3469370
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