超級電容器作為一種新型儲能器件,因其充放電速率快、功率密度高和循環(huán)性能好等特點而成為新型儲能裝置的研究熱點之一。其中電極材料對超級電容器的性能起決定性作用,以雙電層電容儲能的碳材料的導電性和循環(huán)性能好,但比電容低,而以贗電容形式儲能的金屬氧化物的比電容高,但循環(huán)性能差。將金屬氧化物與碳結(jié)合形成復合材料,利用二者的協(xié)同作用,可以進一步提高儲電性能,有望滿足超級電容器的發(fā)展要求。因此,本論文以金屬有機骨架（MOF）衍生的碳材料為載體,設計制備了三類金屬氧化物/碳復合電極材料,主要內(nèi)容如下:1.采用自組裝方法制備了形貌可控的盤狀鎳-鋅-均苯三甲酸骨架,經(jīng)固態(tài)轉(zhuǎn)化后成功得到了 NiO/MCN納米盤。研究表明只有當反應時間為1 min,Ni/（Zn+Ni）摩爾比為0-1.0%時才可以得到規(guī)整的NiO/MCN納米盤復合材料。NiO/MCN-0.5%具有良好的導電性、較高的石墨化程度、高孔隙率和適量NiO納米晶的嵌入。因此在用作雙電層電容電極材料時表現(xiàn)出較高的質(zhì)量比電容（261 F/g）、良好的倍率性能和優(yōu)越的循環(huán)穩(wěn)定性（8000圈循環(huán)后比電容僅損失2%）。2.為了提高贗電容組分的利用率,以MOF衍... 

【文章來源】：中國石油大學(北京)北京市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２超級電容器的結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｆｏｒ?ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ??

圖３．１?ＮｉＯ／ＭＣＮ的合成意圖??Ｆｉｇ．?３．１?Ｔｈｅ?ｏｖｅｒａｌｌ?ｓｋｅｔｃｈ?ｆｏｒ?ｉｎ?ｓｉｔｕ?ｐｒｅｐａｒｉｎｇ?ｏｆ?ＮｉＯ／ＭＣＮ??

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?Ｎｉ／（Ｚｎ＋Ｎｉ）?ｆｅｅｄ?ｒａｔｉｏｓ：?（ａ）?０％，?（ｂ）?０．３％，?（ｃ）?１．０％，?（ｄ）?１０．０％，?（ｅ）?５０．０％?ａｎｄ?（ｆ）??８０．０％??最具代表性的盤狀Ｎｉ－ＺｎＢＴＣ－０．５％的形貌如圖３．４ａ的明場ＴＥＭ圖像和圖３．４ｂ??的高角環(huán)形暗場ＳＴＥＭ?（ＨＡＡＤＦ－ＳＴＥＭ）圖像所示是規(guī)則的六邊形形狀。圖３．４ｃ揭??示了?Ｃ，０，?Ｎｉ，?Ｚｎ元素存在于Ｎｉ－ＺｎＢＴＣ－０．５％中，與圖３．５的ＳＥＭ－ＥＤＳ圖像的??結(jié)果相對應。圖３．１ｂ中的Ｚｎ和０分布較緊密，說明在Ｎｉ－ＺｎＢＴＣ－０．５％中主要以??Ｚｒｉ４〇形式存在［１７１］。如圖３．４ｄ所示，在裂解后，盤狀形貌被保留但有一定程度的??收縮，得到了尺寸相對減小的ＮｉＯ／ＭＣＮ－０．５％。圖３．４ｅ和圖３．４ｆ的ＨＡＡＤＦ－ＳＴＥＭ??揭示了納米盤有許多高度分散的亮點修飾，粒徑統(tǒng)計證明其是平均直徑為４０．９?ｎｍ??的ＮｉＯ納米顆粒，這可以由圖２ｇ和圖２ｈ中單個顆粒的元素分布進一步證實。圖??２ｉ的高分辨ＴＥＭ表明內(nèi)平面間距為０．３４?ｎｍ的石墨化碳納米盤的形成。??－２５?－??

【參考文獻】：
博士論文
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碩士論文
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本文編號：3612281