近年來,兼有傳統(tǒng)電容器快速充放電特性和電池儲能特性的超級電容器作為一種新型儲能裝置,由于可以解決傳統(tǒng)儲能電池的不足而造成的瓶頸,在眾多領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。普遍認為,超級電容器的電化學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)對超級電容器的電化學性能起著決定性作用。在目前研究報道的各種材料中,TiCN/C及其復合材料被認為是具有高功率密度性能的超級電容器電極材料之一。然而,通常TiCN/C及其復合材料的合成往往需要苛刻的工藝條件（高溫,>1000°C）和復雜的工藝步驟,限制了其大規(guī)模制備和應用可能。本文嘗試在相對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)異的柔性超級電容器,證明了該材料的實用性,為超級電容器電極材料的制備提供了新思路和數(shù)據(jù)參考。主要的研究內(nèi)容包括:1.在相對較低的溫度條件下（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:樣品具有高導電... 

【文章來源】：上海大學上海市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

實驗流程示意圖

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性位點。在碳氮共滲過程中，鹽酸胍充當碳和氮化物源，產(chǎn)生一定量的氣體以形成多孔結(jié)構(gòu)。納米管束與來自鹽酸胍的殘余碳一起分解，以產(chǎn)生開放且多孔的“巢”形結(jié)構(gòu)。后續(xù)酸洗過程將消除雜質(zhì)，例如殘留的二氧化鈦和鈉離子，確保樣品的相對純的相。此外，在反應過程中會產(chǎn)生表面基團。多孔“巢”結(jié)構(gòu)將有利于促進電解質(zhì)滲透，作為高效快速反應的有效離子儲存容器

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3034782