將雙電層電容材料與贗電容材料結合在一起的超級電容器,具有導電性好、比容量高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點,得到研究者的廣泛關注。本文采用水熱和電沉積兩步法將石墨烯與比容量高的Ni-Co-S材料復合,得到NF/G/Ni-Co-S復合電極材料,研究了復合電極的形成過程、結構和電化學性能。首先,采用水熱法在泡沫鎳的表面原位組裝三維石墨烯得到3D-G/NF材料,研究了水熱過程中水熱參數(shù)對石墨烯微觀形貌的影響,討論了3D石墨烯納米片的生長機理。研究表明,當GO溶液的濃度為0.2 mg mL^-1、pH值為7.0-7.2時,能夠使石墨烯納米片均勻沉積在泡沫鎳的表面,并相互交叉形成三維多孔結構,得到的石墨烯納米片的厚度僅為10 nm。不同條件得到的石墨烯的微觀形貌分析表明,水熱過程中KOH的加入和低濃度的GO溶液能夠提高GO在水中的分散性,提高GO的還原程度,促進石墨烯納米片組裝形成更好的三維多孔結構。將3D-G/NF作為工作電極用于超級電容器,研究了其在KOH電解液中的電化學性能,測得在5 A g^-1的電流密度下比容量為408 F g^-1。其次,...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 文獻綜述
    1.1 引言
    1.2 超級電容器概述
        1.2.1 超級電容器的儲能機理
        1.2.2 超級電容器的電極材料
    1.3 不同形式石墨烯材料的制備
        1.3.1 0D石墨烯材料的制備
        1.3.2 1D石墨烯材料的制備
        1.3.3 2D石墨烯材料的制備
        1.3.4 3D石墨烯材料的制備
    1.4 泡沫鎳/石墨烯/Ni-Co-S復合電極的研究進展及存在的問題
        1.4.1 2D-石墨烯/泡沫鎳復合Ni-Co-S電極的研究進展
        1.4.2 3D-石墨烯/泡沫鎳復合Ni-Co-S電極的研究進展
    1.5 課題的提出、研究目的及研究內容
第2章 實驗原料及研究方法
    2.1 實驗所用原料和儀器設備
    2.2 材料的制備流程
        2.2.1 NF/G的制備
        2.2.2 NF/Ni-Co-S的制備
        2.2.3 NF/G/Ni-Co-S的制備
    2.3 結構表征及性能測試
        2.3.1 結構表征
        2.3.2 性能測試
第3章 3D-石墨烯/泡沫鎳的制備、結構和性能
    3.1 泡沫鎳的預處理
    3.2 3D-石墨烯/泡沫鎳的水熱法制備和結構分析
        3.2.1 水熱時間對石墨烯形貌的影響分析
        3.2.2 GO溶液的濃度對石墨烯形貌的影響分析
        3.2.3 GO溶液的pH值對石墨烯形貌的影響分析
        3.2.4 氧化石墨烯的干燥方式對石墨烯形貌的影響分析
        3.2.5 三維石墨烯納米片的形成條件分析
    3.3 3D石墨烯的生長機理分析
    3.4 3D-石墨烯/泡沫鎳的電化學性能研究
    3.5 本章小結
第4章 NF/G/Ni-Co-S復合電極的制備、結構和性能
    4.1 NF/Ni-Co-S復合電極
        4.1.1 材料的制備
        4.1.2 微觀形貌分析
        4.1.3 電化學性能研究
    4.2 NF/G/Ni-Co-S復合電極
        4.2.1 材料的制備
        4.2.2 微觀形貌分析
        4.2.3 化學結構分析
    4.3 電化學性能分析
        4.3.1 NF/G_0.2-KOH/Ni-Co-S復合電極
        4.3.2 NF/G_0.2-KOH/Ni-Co-S與其它復合電極性能對比
    4.4 本章小結
第5章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3747597