超級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,受到了研究者們的廣泛關注。電極材料和電解液作為超級電容器的重要組成部分,是影響其性能的關鍵因素。目前,多孔碳材料作為應用最廣泛的一種雙電層電極材料,合理地設計和優(yōu)化多孔碳材料的結構對于實現(xiàn)優(yōu)異的性能尤為重要。其次,碳化鉬因具有高導電性、低成本、高化學穩(wěn)定性等優(yōu)點,成為一種非常有潛力的儲能材料,但由于其制備條件的限制,在超級電容器方面的研究很少。近些年,一些研究通過與結構優(yōu)異的碳材料復合來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電容器用電極材料為目的,采用簡單、高效、易于操作的方法,構筑了具有三維多孔結構特征的電極材料,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)等表征手段對合成的材料進行結構和形貌分析,在水系和離子液體兩種電解液體系中測試其電化學性能,并通過系統(tǒng)的電化學分析探究了材料結構對電化學儲能的影響。具體研究工作如下:一、選用來源豐富,成分單一的玉米淀粉作為原料,通過溶膠凝膠理論構建一個三維網(wǎng)狀結構的淀粉凝膠前驅體,經(jīng)一步碳化制備出高比表面積,大-介-微孔多級孔道...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 超級電容器概述
        1.2.1 超級電容器的發(fā)展歷程及結構組成
        1.2.2 超級電容器的分類及其工作原理
        1.2.3 雙電層超級電容器電極材料
    1.3 三維分級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 研究內(nèi)容
第2章 三維網(wǎng)狀分級多孔碳(3D-RPC)的制備及其電化學性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 主要實驗試劑與材料
        2.2.2 主要實驗設備
        2.2.3 3D-RPC的制備
        2.2.4 材料結構與形貌的表征手段
        2.2.5 電極的制備
        2.2.6 電極測試體系及器件組裝
        2.2.7 電化學性能表征
    2.3 結果與討論
        2.3.1 3D-RPC的形成過程分析
        2.3.2 3D-RPC的結構與形貌表征
        2.3.3 淀粉凝膠前驅體和KOH的量對3D-RPC結構與性能的影響
        2.3.4 3D-RPC在水系電解液中的電化學性能研究
        2.3.5 3D-RPC在離子液體電解液中的電化學性能研究
    2.4 本章小結
第3章 三維分級多孔碳負載Mo₂C納米復合材料(3DHPC-Mo₂C)的制備及其電化學性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 主要實驗試劑與材料
        3.2.2 主要實驗設備
        3.2.3 3DHPC-Mo₂C的制備
        3.2.4 材料結構和形貌的表征手段
        3.2.5 電極的制備
        3.2.6 電極測試體系及裝置
        3.2.7 電化學性能表征
    3.3 結果與討論
        3.3.1 3DHPC-Mo₂C的結構表征
        3.3.2 3DHPC-Mo₂C與 PC-Mo₂C、C-Mo₂C的孔徑分布對比
        3.3.3 3DHPC-Mo₂C與 PC-Mo₂C、C-Mo₂C的形貌表征
        3.3.4 NaCl和 K₂CO₃ 的量對3DHPC-Mo₂C的影響
        3.3.5 3DHPC-Mo₂C與 PC-Mo₂C、C-Mo₂C的電化學性能對比
        3.3.6 三維分級多孔碳基體對3DHPC-Mo₂C電化學性能的影響
        3.3.7 3DHPC-Mo₂C的電化學性能研究
        3.3.8 3DHPC-Mo₂C//AC的電化學性能研究
    3.4 本章小結
第4章 MOF來源的三維多孔碳負載Mo₂C納米復合材料(Mo₂C/C)的制備及其電化學性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 主要實驗試劑與材料
        4.2.2 主要實驗設備
        4.2.3 Mo₂C/C的制備
        4.2.4 材料結構和形貌的表征手段
        4.2.5 電極的制備
        4.2.6 電極測試體系及裝置
        4.2.7 電化學性能表征
    4.3 結果與討論
        4.3.1 Mo₂C/C的結構與形貌表征
        4.3.2 Mo₂C/C在水系電解液中的電化學性能研究
        4.3.3 Mo₂C/C在離子液體電解液中的電化學性能研究
        4.3.4 Mo₂C/C//AC的構筑及其電化學性能研究
    4.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝
附錄 A 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文



本文編號：3974614