作為一種性能優(yōu)異的儲能設備,超級電容器不僅逐漸占據(jù)了一定的市場,在未來也必將有很大的發(fā)展前途。本文均以菲作為碳源,采用模板法協(xié)同物理和化學活化法可控合成高性能的多孔碳材料,并通過TEM、FESEM和氮吸脫附等技術方法,觀察并分析所合成的多孔碳材料的形貌以及孔的結構,同時利用紅外光譜分析以及拉曼光譜等方法分析合成的多孔碳材料含有的表面官能團以及石墨化程度,在三電極體系下,運用循環(huán)伏安法、交流阻抗譜及恒流充放電等方法測試其儲電性能。主要結論如下:以菲為碳源,以碳酸鈣為模板,KOH為活化劑,采用常規(guī)加熱方式,制得卷曲狀多孔碳納米片（CPCNs）。當菲、碳酸鈣、KOH的質量分別為5 g、10 g、10 g,且活化終溫為1173 K時,將所制得的材料命名為CPCN1173,該材料具有大量卷曲的片狀結構,并且形成相互連接的空間三維結構。CPCN1173的比表面積、總孔容、平均孔徑分別為1456 m2 g-1、3.50 cm3 g-1、9.61 nm。在6 M KOH電解液中,0.05 A g-1的電流密度下,CPCN1173的比容為125.0 F g-1;而20 A g-1時,比容保持為43.9 ... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 超級電容器概述
        1.2.1 超級電容器的背景
        1.2.2 超級電容器的分類和原理
    1.3 超級電容器的電極材料
        1.3.1 導電聚合物
        1.3.2 活性碳
        1.3.3 碳氣凝膠
        1.3.4 碳納米管
        1.3.5 金屬氧化物
        1.3.6 復合材料
        1.3.7 非對稱結構
        1.3.8 電池類型
    1.4 超級電容器的定量建模
        1.4.1 等效電路模型
        1.4.2 經驗關系
        1.4.3 理論極限
    1.5 超級電容器的未來發(fā)展
        1.5.1 混合電容器
        1.5.2 等效串聯(lián)電阻
        1.5.3 電解液的優(yōu)化
        1.5.4 改善自放電
    1.6 超級電容器電解液
    1.7 選題背景及研究內容
第二章 實驗器材及表征方法
    2.1 藥品與器材
        2.1.1 藥品
        2.1.2 器材
    2.2 材料表征
        2.2.1 X-射線光電子能譜分析
        2.2.2 Raman光譜分析
        2.2.3 紅外光譜分析
        2.2.4 場發(fā)射掃描電子顯微鏡
        2.2.5 透射電子顯微鏡
        2.2.6 比表面積及孔結構分析
    2.3 電極材料的電化學性能分析
        2.3.1 循環(huán)伏安法
        2.3.2 恒電流充放電測試
        2.3.3 電化學阻抗譜分析
第三章 CaCO_3模板法制備多孔碳納米片及其儲電性能
    3.1 實驗
        3.1.1 多孔碳納米片的制備
        3.1.2 多孔碳電極片的制備
    3.2 結果與討論
        3.2.1 場發(fā)射掃面電鏡分析
        3.2.2 透射電鏡分析
        3.2.3 X-射線光電子能譜分析
        3.2.4 多孔碳納米片的氮吸脫附分析
        3.2.5 紅外光譜分析
        3.2.6 Raman光譜分析
    3.3 CPCNs的電化學性能分析
        3.3.1 CPCNs的循環(huán)伏安分析
        3.3.2 CPCNs的恒流充放電分析
        3.3.3 CPCNs的電化學阻抗譜分析
    3.4 本章小結
第四章 不同模板制備多孔碳納米片及其儲電性能
    4.1 實驗
        4.1.1 多孔碳納米片的制備
        4.1.2 多孔碳電極片的制備
    4.2 結果與討論
        4.2.1 場發(fā)射掃描電鏡分析
        4.2.2 透射電鏡分析
        4.2.3 多孔碳納米片的氮吸脫附分析
        4.2.4 紅外光譜分析
        4.2.5 Raman光譜分析
    4.3 PCs的電化學性能分析
        4.3.1 PCs的循環(huán)伏安分析
        4.3.2 PCs的恒流充放電分析
        4.3.3 PCs的電化學阻抗譜分析
    4.4 本章小結
第五章 CaO模板法制備多孔碳納米片及其儲電性能
    5.1 實驗
        5.1.1 多孔碳納米片的制備
        5.1.2 多孔碳電極片的制備
    5.2 結果與討論
        5.2.1 場發(fā)射掃描電鏡分析
        5.2.2 透射電鏡分析
        5.2.3 多孔碳納米片的氮吸脫附分析
        5.2.4 紅外光譜分析
        5.2.5 Raman光譜分析
    5.3 PCs的電化學性能分析
        5.3.1 PCs的循環(huán)伏安分析
        5.3.2 PCs的恒流充放電分析
        5.3.3 PCs的電化學阻抗譜分析
    5.4 本章小結
第六章 結論、創(chuàng)新點以及展望
    6.1 主要結論
    6.2 論文創(chuàng)新點
    6.3 論文展望
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Hierarchical porous carbon derived from Allium cepa for supercapacitors through direct carbonization method with the assist of calcium acetate[J]. Jinhui Xu,Wenli Zhang,Dianxun Hou,Weimin Huang,Haibo Lin.  Chinese Chemical Letters. 2017(12)



本文編號：3734115