超級(jí)電容器具有高電容量、高功率密度、使用壽命長(zhǎng)、工作溫度限制低等良好的電化學(xué)性能,是一種高效、穩(wěn)定且環(huán)保的儲(chǔ)能設(shè)備。超級(jí)電容器的電化學(xué)性能取決于其電極材料的性能。碳系材料導(dǎo)電性好、價(jià)格較低、制備工藝也相對(duì)簡(jiǎn)單,電化學(xué)穩(wěn)定性高,但是其容量較低,貴金屬氧化物如氧化釕價(jià)格高昂、制備復(fù)雜、但其比電容高,因此替代金屬也隨之出現(xiàn)如氧化鈦、氧化錳、氧化鈷等。石墨烯無(wú)疑是碳系材料中的佼佼者,其高比表面積,高導(dǎo)電性正是超級(jí)電容器所需要的,而金屬鈦?zhàn)匀唤鐑?chǔ)備豐富,氧化鈦?zhàn)鳛榘雽?dǎo)體材料應(yīng)用于超級(jí)電容器也能得到良好的電容量,如果將石墨烯和氧化鈦材料進(jìn)行復(fù)合,制備成新的石墨烯/二氧化鈦復(fù)合材料,用于超級(jí)電容器將得到良好的電化學(xué)性能。本論文通過(guò)共沉淀的方法,在常溫下成功制備了具有不同形貌的微納米Ti02前驅(qū)體。以350℃、450℃、550℃進(jìn)行焙燒,利用Hummers 改良法在制備石墨烯的過(guò)程中成功負(fù)載二氧化鈦前驅(qū)體,利用二氧化鈦插層進(jìn)入石墨烯片層中,解決其團(tuán)聚現(xiàn)象,采用石墨烯與前驅(qū)體不同配比制備復(fù)合材料。利用掃描電鏡和X射線衍射法對(duì)材料的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行物理表征,以KOH作為電解液,組裝成超級(jí)電容器后對(duì)其進(jìn)行循環(huán)... 

【文章來(lái)源】：東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：54 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 前言
    1.2 超級(jí)電容器的分類
    1.3 超級(jí)電容器的工作原理
        1.3.1 雙電層電容工作原理
        1.3.2 法拉第準(zhǔn)電容工作原理
    1.4 超級(jí)電容器的特點(diǎn)
    1.5 超級(jí)電容器的研究進(jìn)展
        1.5.1 雙電層超級(jí)電容器的研究進(jìn)展
            1.5.1.1 石墨烯
            1.5.1.2 活性炭
            1.5.1.3 碳納米管
        1.5.2 法拉第準(zhǔn)電容的研究進(jìn)展
            1.5.2.1 氧化釕
            1.5.2.2 氧化錳
            1.5.2.3 氧化鎳
            1.5.2.4 氧化鈷
            1.5.2.5 氧化鈦
    1.6 超級(jí)電容器的主要應(yīng)用領(lǐng)域
        1.6.1 超級(jí)電容器在太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用
        1.6.2 超級(jí)電容器在新能源汽車中的應(yīng)用
        1.6.3 超級(jí)電容器其他領(lǐng)域中的應(yīng)用
    1.7 本論文的選題意義及研究?jī)?nèi)容
    1.8 現(xiàn)有超級(jí)電容器存在的問(wèn)題
2 實(shí)驗(yàn)及表征方法
    2.1 藥品及試劑明細(xì)
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 前驅(qū)體的制備
        2.2.2 氧化石墨的制備
        2.2.3 復(fù)合材料的制備
            2.2.3.1 石墨烯/金屬氧化物不同配比測(cè)試樣品的制備
            2.2.3.2 石墨烯與不同煅燒溫度后的前驅(qū)體1：1配比樣品的制備
    2.3 材料的物理表征手段
        2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.2 X射線衍射測(cè)試(XRD)
    2.4 電極體系及工作電極的制備
        2.4.1 電極體系介紹
        2.4.2 工作電極的制備
    2.5 材料的電化學(xué)表征手段
        2.5.1 循環(huán)伏安測(cè)試(CV)
        2.5.2 恒流充放電測(cè)試(CP)
        2.5.3 交流阻抗測(cè)試(EIS)
    2.6 數(shù)據(jù)處理及分析
3 不同比例的石墨烯/TiO_2復(fù)合材料電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 復(fù)合材料的物理表征
        3.2.1 掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)試
        3.2.2 X射線衍射(XRD)測(cè)試
    3.3 復(fù)合材料的化學(xué)表征
        3.3.1 循環(huán)伏安測(cè)試
        3.3.2 恒流充放電測(cè)試
        3.3.3 交流阻抗測(cè)試
        3.3.4 循環(huán)壽命測(cè)試
    3.4 本章小結(jié)
4 不同煅燒溫度石墨稀/TiO_2復(fù)合材料的電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 復(fù)合材料的物理表征
        4.2.1 掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)試
        4.2.2 X射線衍射(XRD)測(cè)試
    4.3 復(fù)合材料的化學(xué)表征
        4.3.1 循環(huán)伏安測(cè)試
        4.3.2 恒流充放電測(cè)試
        4.3.3 交流阻抗測(cè)試
        4.3.4 循環(huán)壽命測(cè)試
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Electrochemical performance of NaCo2O4 as electrode for supercapacitors[J]. Hong-Wei Tang,Ning Gao,Zhao-Rong Chang,Bao Li,Xao-Zi Yuan,Hai-Jiang Wang.  Chinese Chemical Letters. 2014(02)
[2]石墨烯的制備、功能化及在化學(xué)中的應(yīng)用[J]. 胡耀娟,金娟,張卉,吳萍,蔡稱心.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2010(08)
[3]超級(jí)電容器的原理及應(yīng)用[J]. 陳英放,李媛媛,鄧梅根.  電子元件與材料. 2008(04)
[4]超級(jí)電容器的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 胡毅,陳軒恕,杜硯,尹婷.  電力設(shè)備. 2008(01)
[5]介孔氧化鎳的合成、表征和在電化學(xué)電容器中的應(yīng)用[J]. 邢偉,李麗,閻子峰.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2005(19)
[6]納米材料及其技術(shù)的應(yīng)用前景[J]. 張中太,林元華,唐子龍,張俊英.  材料工程. 2000(03)



本文編號(hào)：3492054