本文關鍵詞：多孔碳與石墨烯基鈷鎳雙金屬的合成及其儲能性能研究

  更多相關文章： 超級電容器 3D分級多孔碳 原位熔鹽模板 生物質棕櫚殼 鈷鎳雙金屬

【摘要】：非清潔能源的大量使用,導致了嚴重的氣候和環(huán)境問題。氣候變暖、環(huán)境破壞和污染已經成為人類發(fā)展過程中亟待解決的問題。氣候與環(huán)境問題直接關系著經濟社會可持續(xù)發(fā)展問題。環(huán)保能源有助于創(chuàng)造一個可持續(xù)發(fā)展的未來。能源短缺、匱乏,環(huán)境破壞與環(huán)境污染以及厄爾尼諾等氣候問題開始不斷吸引全世界的關注和目光。促使人們找到輕便、環(huán)保、成本低的有效途徑以解決這些問題。這些研究的一個重要方面是合成一系列功能材料,可用于解決許多的與當前和未來的發(fā)展戰(zhàn)略相關的挑戰(zhàn)。例如,生物質可以轉化為碳材料作為替代能源。碳材料是解決許多實際問題的理想材料(如環(huán)境污染和溫室效應),然而碳材料通常需要繁瑣的合成方法且成本高,不利于環(huán)保和經濟可持續(xù)發(fā)展,這些缺點限制了碳材料的大規(guī)模生產和商業(yè)化。因此,為了提高材料的比電容,還選用了金屬與碳復合的材料。金屬硫化物能夠產生贗電容,繼而不斷提升超電性能。本論文主要研究以下幾方面內容:1.以生物質廢棄物棕櫚殼為原料,通過原位熔融鹽模板的方法制備出具有3D結構的多孔碳,獨特的結構賦予了多孔碳優(yōu)異的電容性能,將其用于超級電容器電極材料的研究,表現(xiàn)出優(yōu)秀的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。2.以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為表面活性劑,通過溶劑熱的方法制備特殊形貌的NiCo_2S_4/RGO-C復合物。對制備的NiCo_2S_4/RGO-C復合物的微觀結構進行分析,它是一種表面包覆碳的鈷鎳雙金屬硫化物生長在RGO上的結構。將其與電化學測試相結合,研究復合物的超電性能。這種特殊的片層自組裝結構顯示出優(yōu)異的超電性能和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。3.以六次甲基四胺(HMT)為表面活性劑,采用溶劑熱的方法制備出石墨烯基NiCo_2S_4復合材料。探究了微觀結構對其性能的影響,它是一種包覆碳的NiCo_2S_4小粒子均勻地長在RGO的片層上,有效激活了電子傳遞效率。這種獨特的微觀結構能有效提高材料的比電容以及大電流密度下的充放電循環(huán)穩(wěn)定性。
【關鍵詞】：超級電容器 3D分級多孔碳 原位熔鹽模板 生物質棕櫚殼 鈷鎳雙金屬
【學位授予單位】：黑龍江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB33
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 超級電容器概述10-15
• 1.2.1 超級電容器的結構與工作原理11-14
• 1.2.2 超級電容器的特點14
• 1.2.3 超級電容器的應用與發(fā)展前景14-15
• 1.3 超級電容器電極材料的研究現(xiàn)狀15-20
• 1.3.1 碳基電極材料15-19
• 1.3.2 過渡金屬氧/硫化物電極材料19-20
• 1.3.3 導電聚合物電極材料20
• 1.4 超級電容器的研究進展20
• 1.5 選題依據20-21
• 1.6 本課題的研究內容21-22
• 第2章 實驗材料及表征方法22-25
• 2.1 實驗試劑22-23
• 2.2 實驗儀器23
• 2.3 表征方法23-24
• 2.3.1 X射線衍射光譜 (XRD)23
• 2.3.2 拉曼光譜（Raman）23
• 2.3.3 N_2吸附-脫附等溫線的測定 (BET)23-24
• 2.3.4 X射線光電子能譜 (XPS)24
• 2.3.5 掃描電子顯微鏡 (SEM)24
• 2.3.6 透射電子顯微鏡 (TEM)24
• 2.4 電化學測試24-25
• 2.4.1 循環(huán)伏安測試（CV）24
• 2.4.2 恒電流充放電測試（GCD）24
• 2.4.3 交流阻抗測試（EIS）24-25
• 第3章 多孔碳的合成及其電化學性能研究25-38
• 3.1 引言25-26
• 3.2 實驗部分26-28
• 3.2.1 原位熔鹽模板法制備 3D多孔碳26-27
• 3.2.2 超級電容器性能測試27-28
• 3.3 實驗結果與討論28-37
• 3.3.1 結構表征28-33
• 3.3.2 電化學性能33-37
• 3.4 本章小結37-38
• 第4 章以PVP為表面活性劑合成石墨烯基鈷鎳雙金屬及其電化學性能研究38-48
• 4.1 引言38
• 4.2 實驗部分38-39
• 4.2.1 以PVP為表面活性劑制備NiCo_2S_4/RGO-C復合材料38-39
• 4.2.2 超級電容器性能測試39
• 4.3 實驗結果與討論39-47
• 4.3.1 結構表征39-44
• 4.3.2 電化學性能44-47
• 4.4 本章小結47-48
• 第5 章以HMT為表面活性劑合成石墨烯基鈷鎳雙金屬及其電化學性能研究48-57
• 5.1 引言48
• 5.2 實驗部分48-49
• 5.2.1 以HMT為表面活性劑制備NiCo_2S_4/RGO-C復合材料48-49
• 5.2.2 超級電容器性能測試49
• 5.3 實驗結果與討論49-56
• 5.3.1 結構表征49-54
• 5.3.2 電化學性能54-56
• 5.4 本章小結56-57
• 結論57-58
• 參考文獻58-67
• 致謝67-68
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及申請的專利情況68-69

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本文編號：651982