超級(jí)電容器由于高能量密度、快速充放電、成本低廉、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),受到了研究者們的廣泛關(guān)注。電極材料和電解液作為超級(jí)電容器的重要組成部分,是影響其性能的關(guān)鍵因素。目前,多孔碳材料作為應(yīng)用最廣泛的一種雙電層電極材料,合理地設(shè)計(jì)和優(yōu)化多孔碳材料的結(jié)構(gòu)對(duì)于實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的性能尤為重要。其次,碳化鉬因具有高導(dǎo)電性、低成本、高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),成為一種非常有潛力的儲(chǔ)能材料,但由于其制備條件的限制,在超級(jí)電容器方面的研究很少。近些年,一些研究通過與結(jié)構(gòu)優(yōu)異的碳材料復(fù)合來(lái)改善碳化鉬的合成過程,并取得了一些效果。本文以制備高性能超級(jí)電容器用電極材料為目的,采用簡(jiǎn)單、高效、易于操作的方法,構(gòu)筑了具有三維多孔結(jié)構(gòu)特征的電極材料,利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)等表征手段對(duì)合成的材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)和形貌分析,在水系和離子液體兩種電解液體系中測(cè)試其電化學(xué)性能,并通過系統(tǒng)的電化學(xué)分析探究了材料結(jié)構(gòu)對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能的影響。具體研究工作如下:一、選用來(lái)源豐富,成分單一的玉米淀粉作為原料,通過溶膠凝膠理論構(gòu)建一個(gè)三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的淀粉凝膠前驅(qū)體,經(jīng)一步碳化制備出高比表面積,大-介-微孔多級(jí)孔道...

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 超級(jí)電容器概述
        1.2.1 超級(jí)電容器的發(fā)展歷程及結(jié)構(gòu)組成
        1.2.2 超級(jí)電容器的分類及其工作原理
        1.2.3 雙電層超級(jí)電容器電極材料
    1.3 三維分級(jí)多孔碳材料的研究現(xiàn)狀
    1.4 過渡金屬碳化物的研究現(xiàn)狀
    1.5 超級(jí)電容器電解液概述
        1.5.1 水系電解液
        1.5.2 離子液體電解液
    1.6 本課題的研究思路及內(nèi)容
        1.6.1 研究思路
        1.6.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 三維網(wǎng)狀分級(jí)多孔碳(3D-RPC)的制備及其電化學(xué)性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑與材料
        2.2.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.2.3 3D-RPC的制備
        2.2.4 材料結(jié)構(gòu)與形貌的表征手段
        2.2.5 電極的制備
        2.2.6 電極測(cè)試體系及器件組裝
        2.2.7 電化學(xué)性能表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 3D-RPC的形成過程分析
        2.3.2 3D-RPC的結(jié)構(gòu)與形貌表征
        2.3.3 淀粉凝膠前驅(qū)體和KOH的量對(duì)3D-RPC結(jié)構(gòu)與性能的影響
        2.3.4 3D-RPC在水系電解液中的電化學(xué)性能研究
        2.3.5 3D-RPC在離子液體電解液中的電化學(xué)性能研究
    2.4 本章小結(jié)
第3章 三維分級(jí)多孔碳負(fù)載Mo₂C納米復(fù)合材料(3DHPC-Mo₂C)的制備及其電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑與材料
        3.2.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        3.2.3 3DHPC-Mo₂C的制備
        3.2.4 材料結(jié)構(gòu)和形貌的表征手段
        3.2.5 電極的制備
        3.2.6 電極測(cè)試體系及裝置
        3.2.7 電化學(xué)性能表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 3DHPC-Mo₂C的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 3DHPC-Mo₂C與 PC-Mo₂C、C-Mo₂C的孔徑分布對(duì)比
        3.3.3 3DHPC-Mo₂C與 PC-Mo₂C、C-Mo₂C的形貌表征
        3.3.4 NaCl和 K₂CO₃ 的量對(duì)3DHPC-Mo₂C的影響
        3.3.5 3DHPC-Mo₂C與 PC-Mo₂C、C-Mo₂C的電化學(xué)性能對(duì)比
        3.3.6 三維分級(jí)多孔碳基體對(duì)3DHPC-Mo₂C電化學(xué)性能的影響
        3.3.7 3DHPC-Mo₂C的電化學(xué)性能研究
        3.3.8 3DHPC-Mo₂C//AC的電化學(xué)性能研究
    3.4 本章小結(jié)
第4章 MOF來(lái)源的三維多孔碳負(fù)載Mo₂C納米復(fù)合材料(Mo₂C/C)的制備及其電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑與材料
        4.2.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        4.2.3 Mo₂C/C的制備
        4.2.4 材料結(jié)構(gòu)和形貌的表征手段
        4.2.5 電極的制備
        4.2.6 電極測(cè)試體系及裝置
        4.2.7 電化學(xué)性能表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 Mo₂C/C的結(jié)構(gòu)與形貌表征
        4.3.2 Mo₂C/C在水系電解液中的電化學(xué)性能研究
        4.3.3 Mo₂C/C在離子液體電解液中的電化學(xué)性能研究
        4.3.4 Mo₂C/C//AC的構(gòu)筑及其電化學(xué)性能研究
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3974614