碳納米管具有許多獨特的性能,如高的比表面積、熱導性、機械性能、電子遷移率和穩(wěn)定的循環(huán)性能,可廣泛作為電極材料用于鋰離子電池、超級電容器、太陽能電池等。然而,碳納米管的理論比容量只有372 mAh/g,不能完全滿足現(xiàn)在材料對于高功率和高能量密度的要求,因此開發(fā)性能更好的新型儲能材料成為重中之重。到目前為止,已有多種復合材料被報道,如聚合物、氧化物等被引入碳納米管中,從而提高材料的比容量。在各種過渡金屬氧化物中,氧化鐵由于成本低、資源豐富、無污染和高的理論比容量而被認為是很有潛力的陽極材料。本文中,我們通過一個簡單且可控的方法制備出負載量可調節(jié)的Fe₂O₃/單壁碳納米管復合薄膜,Fe₂O₃納米顆粒均勻的分布在高導電的單壁碳納米管網(wǎng)絡中。采用化學氣相沉積法制備單壁碳納米管薄膜,通過調節(jié)反應源中二茂鐵的含量來控制薄膜中納米Fe顆粒的含量,然后在預定溫度下退火處理使得Fe顆粒生成Fe₂O₃顆粒。Fe₂O₃的負載量可通過改變...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 碳納米管概述
        1.1.1 碳納米管的分類
        1.1.2 碳納米管的合成
        1.1.3 碳納米管的性能
    1.2 碳納米管在超級電容器中的應用
        1.2.1 超級電容器儲能機制
        1.2.2 碳納米管及其復合材料用作超級電容器電極
    1.3 碳納米管在鋰離子電池中的應用
        1.3.1 鋰離子電池儲能機制
        1.3.2 碳納米管及其復合材料用作鋰離子電池電極
    1.4 本文研究內容與意義
2 實驗儀器、材料及方法
    2.1 概述
    2.2 實驗藥品及儀器
        2.2.1 藥品
        2.2.2 儀器
    2.3 材料主要表征技術
        2.3.1 掃描電子顯微鏡
        2.3.2 透射電子顯微鏡
        2.3.3 X-射線衍射光譜分析
        2.3.4 激光拉曼光譜儀
        2.3.5 X射線光電子能譜
        2.3.6 熱重分析
        2.3.7 比表面積分析
    2.4 氧化鐵/單壁碳納米管復合薄膜的性能測試
        2.4.1 超級電容器的性能測試
        2.4.2 鋰離子電池的性能測試
    2.5 本章小結
3 氧化鐵/單壁碳納米管復合薄膜的制備與表征
    3.1 引言
    3.2 氧化鐵/單壁碳納米管復合薄膜的制備
    3.3 氧化鐵/單壁碳納米管復合薄膜的結構與形貌表征
        3.3.1 氧化鐵/單壁碳納米管復合薄膜的形貌表征
        3.3.2 氧化鐵/單壁碳納米管復合薄膜的熱重分析
        3.3.3 氧化鐵/單壁碳納米管復合薄膜的拉曼光譜分析
        3.3.4 氧化鐵/單壁碳納米管復合薄膜的X射線衍射分析
        3.3.5 氧化鐵/單壁碳納米管復合薄膜的X射線光電子能譜分析
        3.3.6 氧化鐵/單壁碳納米管復合薄膜的比表面積分析
    3.4 本章小結
4 氧化鐵/單壁碳納米管復合薄膜超級電容器
    4.1 引言
    4.2 氧化鐵/單壁碳納米管復合薄膜超級電容器的組裝
    4.3 氧化鐵/單壁碳納米管復合薄膜超級電容器的電化學性能研究
        4.3.1 不同退火溫度對復合薄膜電化學性能的影響
        4.3.2 不同電解液對復合薄膜電化學性能的影響
    4.4 本章小結
5 氧化鐵/單壁碳納米管復合薄膜鋰離子電池
    5.1 引言
    5.2 氧化鐵/單壁碳納米管復合薄膜鋰離子電池的組裝
    5.3 氧化鐵/單壁碳納米管復合薄膜鋰離子電池的電化學性能研究
        5.3.1 循環(huán)伏安測試
        5.3.2 不同倍率測試
        5.3.3 恒流充放電測試
    5.4 本章小結
6 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
個人簡歷與研究成果
    個人簡歷
    研究成果
致謝



本文編號：3913477