發(fā)布時(shí)間：2021-02-15 11:41

　　近年來(lái),兼有傳統(tǒng)電容器快速充放電特性和電池儲(chǔ)能特性的超級(jí)電容器作為一種新型儲(chǔ)能裝置,由于可以解決傳統(tǒng)儲(chǔ)能電池的不足而造成的瓶頸,在眾多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。普遍認(rèn)為,超級(jí)電容器的電化學(xué)性能受限于諸多因素,如電極材料、電解液隔膜和封裝技術(shù)等,其中電極材料的種類、組成及結(jié)構(gòu)對(duì)超級(jí)電容器的電化學(xué)性能起著決定性作用。在目前研究報(bào)道的各種材料中,TiCN/C及其復(fù)合材料被認(rèn)為是具有高功率密度性能的超級(jí)電容器電極材料之一。然而,通常TiCN/C及其復(fù)合材料的合成往往需要苛刻的工藝條件（高溫,>1000°C）和復(fù)雜的工藝步驟,限制了其大規(guī)模制備和應(yīng)用可能。本文嘗試在相對(duì)溫和的工藝條件下將二氧化鈦納米管直接碳氮化制備得到碳氮化鈦（TiCN）材料,研究了其物理化學(xué)性能及電容特性,并在此基礎(chǔ)上成功制備了性能優(yōu)異的柔性超級(jí)電容器,證明了該材料的實(shí)用性,為超級(jí)電容器電極材料的制備提供了新思路和數(shù)據(jù)參考。主要的研究?jī)?nèi)容包括:1.在相對(duì)較低的溫度條件下（900℃）,將二氧化鈦納米管直接固態(tài)碳氮化,一步制備得到TiCN材料,深入研究了該材料作為超級(jí)電容器電極材料的物化特性及電容特性。結(jié)果表明:樣品具有高導(dǎo)電... 

【文章來(lái)源】：上海大學(xué)上海市 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)流程示意圖

圖 3-2 900℃和 2h 條件下，煅燒產(chǎn)物 XRD 圖Fig.3-2 XRD pattern圖 3-2 所示，X 射線衍射圖顯示為 TiCN 材料的衍射峰，通示了（111），（200），（220），（311）和（222）的五個(gè)清晰NaCl 的結(jié)構(gòu)（FM-3M）的典型 FCC 結(jié)構(gòu)。°C 的寬峰可以指定為碳相，其應(yīng)該具有更尖銳的峰。然而那么明顯，表明碳含量較低。在本研究中，鹽酸胍的周圍夠的 C 和 N 源，導(dǎo)致形成富含 C 的 TICN 混相。描電鏡分析

圖 3-3 水熱后的二氧化鈦納米管及煅燒后制備的樣品 SEM 圖(a).(b).水熱后的二氧化鈦納米管; (c).(d).900 度煅燒產(chǎn)物;Fig.3-3 SEM of titanium dioxide nanotubes heated by water and diagram of samples prepared aftercalcination(a).(b). Titanium dioxide nanotubes heated by water; (c).(d).900 degree calcined product如圖 3-3 所示，制備的二氧化鈦納米管呈現(xiàn)管束狀結(jié)構(gòu)，直徑分布大約在50-100nm，長(zhǎng)度為 500-1000nm 的納米管。使用二氧化鈦納米管作為前體的益處在于它可以為碳氮化提供更多反應(yīng)性位點(diǎn)。在碳氮共滲過(guò)程中，鹽酸胍充當(dāng)碳和氮化物源，產(chǎn)生一定量的氣體以形成多孔結(jié)構(gòu)。納米管束與來(lái)自鹽酸胍的殘余碳一起分解，以產(chǎn)生開(kāi)放且多孔的“巢”形結(jié)構(gòu)。后續(xù)酸洗過(guò)程將消除雜質(zhì)，例如殘留的二氧化鈦和鈉離子，確保樣品的相對(duì)純的相。此外，在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生表面基團(tuán)。多孔“巢”結(jié)構(gòu)將有利于促進(jìn)電解質(zhì)滲透，作為高效快速反應(yīng)的有效離子儲(chǔ)存容器

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]自支撐鈷酸錳復(fù)合材料的構(gòu)筑及儲(chǔ)能研究[D]. 呂亞梅.河北工程大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3034782