發(fā)布時間：2017-05-08 10:05

  本文關鍵詞：用于超級電容器活性炭材料的制備及研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：雙電層超級電容器因其具備快速充電、高功率密度、長的循環(huán)壽命等特點使其受到廣泛關注,雙電層電容器儲能機理是電解質離子吸附在電極材料的微孔內(nèi),電極/電解質界面形成電荷分離,形成電勢差。因此,高比表面積和適合電解質離子大小的小孔隙是非常必須的對于雙電層超級電容器�；钚蕴恳蚱渚邆涑杀镜�、來源廣、比表面積大等特點一直被廣泛的用于超級電容器電極材料。本文以柳樹葉為碳源,氯化鋅為活化劑,通過一步熱解法,在N2保護下于700-900℃碳化2 h,制備多孔活性炭,表現(xiàn)出良好的電化學性能�；钚蕴康谋缺砻娣e隨著碳化溫度的升高而增加。當柳樹葉與氯化鋅的質量比為1:1,碳化溫度為900℃時,制備的活性炭AC-1-900存在最大的比表面積1065 m2g-1,在比電流為0.1 Ag-1時,它的比電容達到了228 Fg-1。在循環(huán)1000次后,電容保留率仍能達到97%,表明樣品AC-1顯示出優(yōu)良的穩(wěn)定性作為超級電容器電極材料。我們提供了一種簡單的、可調節(jié)的制備高微孔結構的碳納米片方法。這種方法是:氯化鈉作為水溶性模板來制備碳納米片,然后用氫氧化鉀作為化學活化劑來制造微孔結構。這種方法制備的多孔碳納米片其厚度小于100 nm,平均微孔孔徑小于1 nm。這種薄的碳納米片不僅提供了短的離子運輸通道,而且這些微孔能夠容納電解質離子。正如所預期的一樣,制備的多孔碳納米片PCNS-3擁有大的比表面積(2266.6 m2 g-1)和合適的微孔尺寸為0.8 nm,這些特殊的結構提供了短的離子運輸通道,使材料具有高電化學性能。樣品PCNS-3在比電流為0.1 Ag-1時比電容達到了385 Fg-1,比電流為30 Ag-1時比電容仍能達到218 Fg-1。它也表現(xiàn)出杰出的循環(huán)穩(wěn)定性,在連續(xù)循環(huán)3000次后,電容保留率達到96.1%。這些結果表明制備的多孔碳納米片是杰出的候選人作為高性能超級電容器電極材料。
【關鍵詞】：超級電容器 活性炭 碳納米片 活化劑
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11;TM53
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 引言10
• 1.2 超級電容器概述10-15
• 1.2.1 超級電容器的發(fā)展歷史11
• 1.2.2 超級電容器的分類及工作原理11-14
• 1.2.3 超級電容器的應用前景14-15
• 1.3 超級電容器的電極材料15-17
• 1.3.1 碳材料16
• 1.3.2 金屬氧化物16-17
• 1.3.3 導電聚合物17
• 1.4 超級電容器的碳基材料17-21
• 1.4.1 活性炭17-19
• 1.4.2 碳納米管19
• 1.4.3 模板碳19-20
• 1.4.4 碳基復合材料20-21
• 1.4.5 其他碳結構21
• 1.5 本文的研究意義以及主要研究內(nèi)容21-23
• 第二章 實驗方法23-32
• 2.1 實驗試劑及儀器23-25
• 2.1.1 實驗試劑23
• 2.1.2 實驗儀器23-25
• 2.2 樣品的制備25-26
• 2.2.1 生物質活性炭的制備25
• 2.2.2 模板法制備高性能活性炭25-26
• 2.3 電極的制備26-27
• 2.4 性能測試與表征27-28
• 2.4.1 XRD分析27
• 2.4.2 拉曼光譜分析27
• 2.4.3 電鏡分析27
• 2.4.4 N2吸附脫附分析27-28
• 2.5 電化學性能測試方法及原理28-32
• 2.5.1 循環(huán)伏安測試29-31
• 2.5.2 恒電流充放電測試31
• 2.5.3 交流阻抗分析31
• 2.5.4 循環(huán)壽命測試31-32
• 第三章 生物質活性炭的制備及電化學性能的研究32-39
• 3.1 引言32
• 3.2 實驗部分32-34
• 3.2.1 材料的制備32-33
• 3.2.2 材料的性能表征33-34
• 3.3 結果與討論34-38
• 3.3.1 物理性能分析34-36
• 3.3.2 電化學性能分析36-38
• 3.4 結論38-39
• 第四章 模板法制備多孔碳納米片用于超級電容器電極的研究39-53
• 4.1 引言39-40
• 4.2 實驗部分40-42
• 4.2.1 制備多孔碳納米片40
• 4.2.2 材料的結構表征40-41
• 4.2.3 電化學性能測試41-42
• 4.3 結果與討論42-52
• 4.3.1 材料的物理性能分析42-47
• 4.3.2 電化學性能表征47-52
• 4.4 結論52-53
• 第五章 結論53-54
• 參考文獻54-64
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文情況64-65
• 致謝65-66

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本文編號：350920