在當(dāng)今世界環(huán)境污染加劇、能源短缺等背景之下,發(fā)展清潔能源技術(shù)以減少化石燃料的使用顯得急迫而重要。超級電容器憑借快速充放電、優(yōu)異的倍率性能、清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),可作為高功率和便攜式能量轉(zhuǎn)換和存儲設(shè)備。層狀雙金屬氫氧化物（LDH）有多種優(yōu)良的化學(xué)和物理特性,具有巨大的應(yīng)用潛能,因而吸引了較多的關(guān)注。LDH具有獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu),能提供更多電化學(xué)反應(yīng)活性位點(diǎn),用作超電容電極表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。然而,精確可控地制備LDH,例如層狀結(jié)構(gòu)的厚度控制、材料的形貌優(yōu)化等仍然是非常大的挑戰(zhàn)。原子層沉積（ALD）技術(shù)作為一種高效的薄膜制備技術(shù),在材料生長均一性和薄膜厚度控制、新型納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料成分優(yōu)化、材料種類選擇及均勻保形涂層制備等方面能力突出。本論文利用ALD沉積技術(shù)的精準(zhǔn)可控優(yōu)點(diǎn),設(shè)計(jì)制備了系列LDH材料,并對其電化學(xué)性能進(jìn)行了深入研究和探討,主要的內(nèi)容如下:1.利用ALD技術(shù)的輔助,使用NiC204納米線為犧牲模板的策略,制備出分級的NiAl LDH納米管。通過SEM和TEM對其形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)分層的納米管由超薄的納米片構(gòu)筑而成,其中納米片的厚度可由ALD精確調(diào)控。所制備的分層的NiAl ... 

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器概述
        1.2.1 超級電容器的發(fā)展歷史
        1.2.2 超級電容器的分類
        1.2.3 超級電容器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
        1.2.4 超級電容器的應(yīng)用
    1.3 電極材料
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 金屬化合物材料
        1.3.3 導(dǎo)電聚合物材料
    1.4 NiAl LDH材料概述
        1.4.1 LDH結(jié)構(gòu)
        1.4.2 NiAl LDH材料的制備和研究現(xiàn)狀
    1.5 原子層沉積技術(shù)(ALD)概述
    1.6 本論文的研究意義及研究內(nèi)容
        1.6.1 本論文的研究意義
        1.6.2 本論文的研究內(nèi)容
2 化學(xué)試劑及儀器設(shè)備
    2.1 化學(xué)試劑
    2.2 儀器設(shè)備
    2.3 測試表征方法
        2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.3 X射線光電子能譜(XPS)
        2.3.4 X射線衍射儀(XRD)
        2.3.5 傅利葉紅外變換光譜(FT-IR)
    2.4 材料的電化學(xué)性能測試
        2.4.1 工作電極的制備
        2.4.2 超級電容器的組裝
        2.4.3 電化學(xué)測試方法
    2.5 電化學(xué)性能評價(jià)參數(shù)
        2.5.1 比容量
        2.5.2 倍率性能
        2.5.3 阻抗特性
        2.5.4 能量密度和功率密度
        2.5.5 循環(huán)穩(wěn)定性
3 NiAl LDH層狀納米管電極材料的制備及其超級電容性能研究
    3.1 引言
    3.2 NiAl LDH電極材料的制備
        3.2.1 NiC_2O_4納米線的制備
        3.2.2 制備Ni@Al_2O_3核殼結(jié)構(gòu)材料
        3.2.3 NiAl LDH納米管的制備
    3.3 NiAl LDH材料的表征
    3.4 NiAl LDH的電化學(xué)測試
    3.5 材料表征與電化學(xué)性能分析
        3.5.1 材料結(jié)構(gòu)分析
        3.5.2 材料形貌分析
        3.5.3 材料電化學(xué)性能分析
    3.6 本章小結(jié)
4 碳包覆Ni(OH)_2-NiAl LDH層狀電極材料的制備及其超級電容性能研究
    4.1 引言
    4.2 碳包覆Ni(OH)_2-NiAl LDH分層電極材料的制備
        4.2.1 Al_2O_3@NF的制備
        4.2.2 Ni(OH)_2/NiAl-LDH的制備
        4.2.3 Ni(OH)_2/NiAl-LDH@C的制備
    4.3 Ni(OH)_2-NiAl LDH材料的表征
    4.4 Ni(OH)_2-NiAl LDH的電化學(xué)測試
    4.5 材料表征與電化學(xué)性能分析
        4.5.1 材料結(jié)構(gòu)分析
        4.5.2 材料電化學(xué)性能分析
    4.6 本章小結(jié)
5 CoNiAl LDH多層納米管電極材料的制備及其超級電容器性能研究
    5.1 引言
    5.2 CoNiAl LDH多層納米材料的制備
        5.2.1 NiC_2O_4納米線的制備
        5.2.2 制備Ni@Al_2O_3核殼結(jié)構(gòu)材料
        5.2.3 CoNiAl LDH多層納米管材料的制備
    5.3 CoNiAl LDH材料的表征
    5.4 CoNiAl LDH的電化學(xué)測試
    5.5 材料表征與電化學(xué)性能分析
        5.5.1 材料結(jié)構(gòu)分析
        5.5.2 材料電化學(xué)性能分析
    5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
在讀期間發(fā)表論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]A novel strategy to prepare LDH networks loaded carbon structure by C-MEMS techniques for glucose detection[J]. Bo Hai,Ying-Quan Zou,Gui-Bao Guo,Zheng-De Wang,Yun-Ying Liu,Xiao-Xia Wang,Hui Yan,Li-Tong Ma,Yu-Chen Bai.  Chinese Chemical Letters. 2017(01)



本文編號：3727999