石墨烯是一種由sp²雜化碳原子構(gòu)成的二維（2D）材料,只有單個碳原子的厚度,具有高比表面積、低密度、高電導(dǎo)率、優(yōu)異的機(jī)械性能與電化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點,作為超級電容器電極材料表現(xiàn)出較高的理論容量。然而,由于2D石墨烯片層非常容易團(tuán)聚重新形成石墨結(jié)構(gòu),因此2D石墨烯制備的超級電容器的容量遠(yuǎn)低于理論值。三維（3D）石墨烯氣凝膠具有低密度、高比表面積以及豐富的孔隙結(jié)構(gòu),能有效抑制石墨烯納米片重堆疊的問題,作超級電容器電極材料表現(xiàn)出較高的比容量。納米材料類流體是將功能化的有機(jī)長鏈接枝在納米材料表面,使其在無溶劑情況下表現(xiàn)出液體流動性,在超級電容器中有廣泛的應(yīng)用前景。本論文分別采用碳納米管類流體（CNTF）、聚苯胺類流體（S-PANI）和聚吡咯類流體（S-PPy）等納米類流體材料與氧化石墨烯（GO）復(fù)合,通過水熱法制備了納米材料類流體/石墨烯復(fù)合氣凝膠,并對所制備的氣凝膠的結(jié)構(gòu)及其在超級電容器中的應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)研究,具體研究內(nèi)容和成果如下:（1）用離子交換法制備了CNTF,以CNTF與GO混合水溶液作為前驅(qū)體進(jìn)行水熱反應(yīng)并冷凍干燥制備得到了CNTF/還原氧化石墨烯（RGO）氣凝膠... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-2雙電層界面電荷儲存原理圖

1-3 雙電層正極模型[15]：（a）亥姆霍茲（Helemholtz）模型，（b）古依Gouy-Chapman）模型，（c）具有 Helmholtz 內(nèi)平面（IHP）和 Helmho平面（OHP）的施特恩（Stern）模型.1-3 (a) Helemholtz model, (b) Gouy-Chapman model, (c) IHP of HelmholtOHP of Stern model在此基礎(chǔ)上，古依 Gouy 和恰普曼 Chapman 改進(jìn)補(bǔ)充了亥姆霍茲 Helem模型，提出了古依-恰普曼 Gouy-Chapman 模型。古依-恰普曼 Gouy-Cha將電解液離子的熱運(yùn)動考慮在內(nèi)，且將電解液離子在熱驅(qū)動下所形成布定義為擴(kuò)散層（圖 1-3b）。電性相反的離子濃度在電極表面達(dá)到最大著與電極表面的距離增大而降低，從而產(chǎn)生了一個連續(xù)擴(kuò)散層。其雙的計算公式如下：C = C e( )其中C 為零電勢處反離子的濃度，z為離子的離子價，e為一個質(zhì)子的波爾茲曼常數(shù)，ψ為電極表面附近溶液中的電荷分布。然而，Gouy-Chapman 模型會高估 EDL 的比電容，這是由于在 EDLC 中

性能都得到了提高。然而，單純使用碳材料作為儲能電極只能構(gòu)級電容結(jié)構(gòu)，其容量與儲能密度與贗電容電容器相比存在不小的的研究中，將碳材料與贗電容活性物質(zhì)相結(jié)合的混合電容是一大 過渡金屬氧化物 1975 年，Conway 等人通過研究發(fā)現(xiàn)如 RuO2、IrO2等過渡金屬nsition metal oxide）具有非常優(yōu)異的容抗特性，而且其往往具有比容高10-100倍的比容量[58]。此外，研究者們也發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電聚合物（Coner）也具有類似的儲能行為[59]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋅粉退火處理對堿錳電池性能的影響[J]. 屠科榮,陳國標(biāo),徐益軍,唐錄.  電池. 2014(05)
[2]鋅銀貯備電池結(jié)構(gòu)件貯存壽命研究[J]. 關(guān)海波,劉孟峰,楊成昱.  電源技術(shù). 2014(07)
[3]用于聚合物鎳氫電池的新型PVA/SiO2堿性微孔聚合物電解質(zhì)（英文）[J]. 陸霞,吳仁香,李波波,朱云峰,李李泉.  化學(xué)學(xué)報. 2013(03)
[4]基于等壓差時間差的鎳鎘電池快速超快速充電算法[J]. 張金,王伯雄,羅秀芝.  清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(02)

博士論文
[1]自懸浮聚苯胺的制備、結(jié)構(gòu)及其復(fù)合材料的特性研究[D]. 黃靜.武漢理工大學(xué) 2013
[2]石墨烯類流體制備技術(shù)及其自展平行為[D]. 李琦.武漢理工大學(xué) 2012
[3]超級電容器用聚苯胺納米纖維的制備、改性和電容特性研究[D]. 方靜.中南大學(xué) 2012
[4]多壁碳納米管類流體結(jié)構(gòu)、流變及組裝特性研究[D]. 雷佑安.武漢理工大學(xué) 2008



本文編號：2940724