超級電容器又叫雙電層電容器,是一種介于傳統(tǒng)電容器和二次電池之間的新型儲能器件。電極材料作為超級電容器的重要組成部分,其性能的好壞直接決定電容器使用范圍。研制性能優(yōu)異、成本低廉、環(huán)境友好的電極材料被廣大科研人員所關(guān)注。MnO₂因價格低廉、資源豐富、氧化價態(tài)多、環(huán)境友好以及具有超高的理論比容量等特性常被用作贗超級電容器電極材料。石墨烯由于其良好的電導率、優(yōu)異的化學穩(wěn)定性以及超高的理論比表面積,被認為是一種理想的超級電容器電極材料。但是,利用化學方法生成的石墨烯,由于碳原子間范德華力的相互作用極易使石墨烯各片層之間發(fā)生堆積,使得其比表面積無法與理論值相比,在用石墨烯作電極材料時,不能展現(xiàn)出足量的缺陷位點來儲存能力,因而其比電容低于與理論值�；诖�,本論文通過不同化學蝕刻法活化石墨烯制得多孔石墨烯,并將其分別與二氧化錳及三聚氰胺復合,制得多孔石墨烯/二氧化錳復合材料及氮摻雜多孔石墨烯復合材料,并研究它們作為超級電容器電極材料的電化學性能。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1.GO通過KOH蝕刻后形成孔洞化石墨烯,再將其與MnO₂進行整合制備了一系列2DPG/M... 

【文章來源】：西北師范大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器簡介
    1.3 超級電容器的分類及其工作原理
    1.4 超級電容器的應(yīng)用
    1.5 超級電容器電極材料研究現(xiàn)狀
    1.6 選題依據(jù)及研究內(nèi)容
第二章 實驗原料及表征方法
    2.1 主要原料和實驗試劑
    2.2 主要實驗設(shè)備
    2.3 材料表征設(shè)備
    2.4 電極的制備及電化學性能表征
        2.4.1 工作電極的制備
        2.4.2 電化學性能表征方法
第三章 KOH活化法制備孔洞石墨烯及其孔洞石墨烯/MnO_2復合電極材料的制備及電化學性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 氧化石墨烯的制備
        3.2.2 2D多孔石墨烯的制備
        3.2.3 2DPG/MnO_2復合材料的制備
        3.2.4 電極材料的表征
        3.2.5 電極材料的電化學性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 2D孔洞石墨烯的電化學性能表征
        3.3.2 GO及PG45010-0.6 的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.3 2DPG/MnO_2復合材料的電化學性能測試
        3.3.4 2DPG/MnO_2復合材料的形成與結(jié)構(gòu)表征
        3.3.5 2DPG/MnO_2-3 復合材料的電化學性能測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 3DHG/MnO_2復合材料的制備及電化學性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 氧化石墨烯的制備
        4.2.2 3DHG的制備
        4.2.3 3DHG/MnO_2復合材料的制備
        4.2.4 電極材料的表征
        4.2.5 電極材料的電化學性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 氧化石墨烯及 3DHG的形貌表征
        4.3.2 3DHG/MnO_2復合材料的形成與表征
        4.3.3 3DHG/MnO_2復合材料的電化學性能測試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 3DNHG復合材料的制備及電化學性能的研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 氧化石墨烯的制備
        5.2.2 3DNHG材料的制備
        5.2.3 電極材料的表征
        5.2.4 電極材料的電化學性能測試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 3DNHG材料的電化學性能測試
        5.3.2 3DNHG-40 材料的微觀形貌表征
        5.3.3 氮氣吸脫附（BET）測試
        5.3.4 拉曼光譜（Raman）分析
        5.3.5 X射線衍射（XRD）分析
        5.3.6 X射線光電子能譜（XPS）分析
        5.3.7 3DNHG-40 材料的電化學性能測試
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于碳材料的超級電容器電極材料的研究[J]. 李雪芹,常琳,趙慎龍,郝昌龍,陸晨光,朱以華,唐智勇.  物理化學學報. 2017(01)
[2]電化學儲能基本問題綜述[J]. 李泓,呂迎春.  電化學. 2015(05)
[3]超級電容器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 余麗麗,朱俊杰,趙景泰.  自然雜志. 2015(03)
[4]三維還原氧化石墨烯/聚苯胺復合材料的制備及其超級電容性能[J]. 汪建德,彭同江,鮮海洋,孫紅娟.  物理化學學報. 2015(01)
[5]多孔石墨烯的制備及其吸附性能[J]. 崔錦峰,包雪梅,秦曉娟,安進,裴春娟.  蘭州理工大學學報. 2014(06)
[6]石墨烯基材料在超級電容器中的應(yīng)用[J]. 滕牧.  電子元件與材料. 2014(09)
[7]碳基超級電容器電極材料的研究進展[J]. 雷文,趙曉梅,何平,劉洪濤.  化學通報. 2013(11)
[8]超級電容器綜述[J]. 劉小軍,盧永周.  西安文理學院學報(自然科學版). 2011(02)
[9]混合型超級電容器的研究進展[J]. 劉海晶,夏永姚.  化學進展. 2011(Z1)
[10]超級電容器電極材料的研究發(fā)展[J]. 王康,余愛梅,鄭華均.  浙江化工. 2010(04)

博士論文
[1]電化學電容器電極材料的制備及其電容性能研究[D]. 樊楨.湖南大學 2008
[2]超級電容器及其相關(guān)材料的研究[D]. 李會巧.復旦大學 2008
[3]基于碳材料和氧化釕超級電容器的研究[D]. 慈穎.中國科學院研究生院（理化技術(shù)研究所） 2007

碩士論文
[1]氮摻雜碳材料的制備及其電容性能的研究[D]. 魏曉嬌.西北師范大學 2016
[2]氮摻雜石墨烯的制備及其超級電容性能研究[D]. 蘇鵬.西北大學 2012



本文編號：3589861