超級(jí)電容器具有快速充放電、高功率密度、長循環(huán)壽命和高安全性等優(yōu)點(diǎn)。電極材料是決定超級(jí)電容器綜合性能優(yōu)劣的關(guān)鍵因素。碳材料廣泛用于超級(jí)電容器電極材料,基于離子脫吸附的雙電層電容一直難以突破其較低能量密度的瓶頸。電活性碳材料的改性方法主要有兩種:一是碳材料作為改性組分復(fù)合其他活性物質(zhì);二是碳材料本身進(jìn)行摻雜改性。本論文主要圍繞電活性碳改性材料的制備及其電化學(xué)性能開展了部分系統(tǒng)研究:一方面電導(dǎo)性碳量子點(diǎn)改性聚苯胺,通過碳量子點(diǎn)提升聚苯胺的比電容和循環(huán)穩(wěn)定性。另一方面氮摻雜改性碳材料以及硼氮共摻雜改性碳材料,通過引入含氮、硼、氧官能團(tuán)的贗電容提升碳材料比電容性能。本論文的主要研究內(nèi)容如下:（1）碳量子點(diǎn)-聚苯胺復(fù)合物的制備及其電化學(xué)性能研究碳量子點(diǎn)改性聚苯胺:以碳纖維為基底,采用光輔助循環(huán)伏安電聚合法制備碳量子點(diǎn)-聚苯胺復(fù)合材料。研究表明,三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的聚苯胺納米線生長于碳纖維基底的表面,同時(shí)碳量子點(diǎn)均勻分布于聚苯胺納米線的表面和內(nèi)部。碳量子點(diǎn)-聚苯胺復(fù)合物在1.0 A g^-1電流密度下的比電容高達(dá)738.3 F g^-1,而純聚苯胺的比電容僅為432... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級(jí)電容器簡介
        1.2.1 超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 超級(jí)電容器的特性
        1.2.3 超級(jí)電容器的機(jī)理和分類
    1.3 導(dǎo)電聚合物
        1.3.1 導(dǎo)電聚合物電極材料的概述
        1.3.2 聚苯胺
    1.4 碳基超級(jí)電容器的研究進(jìn)展
        1.4.1 常見碳電極材料
        1.4.2 新型碳電極材料-碳量子點(diǎn)
        1.4.3 碳基電極材料的影響因素
        1.4.4 碳納米管、石墨烯、介孔碳及其復(fù)合物的改性研究
    1.5 選題意義、研究思路以及研究內(nèi)容
        1.5.1 選題意義
        1.5.2 研究目標(biāo)與思路
        1.5.3 研究內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 碳量子點(diǎn)-聚苯胺復(fù)合物的制備及其電化學(xué)性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)試劑、材料與儀器
    2.3 碳量子點(diǎn)-聚苯胺復(fù)合材料的制備及形貌結(jié)構(gòu)表征
        2.3.1 碳量子點(diǎn)-聚苯胺復(fù)合材料的制備
        2.3.2 碳量子點(diǎn)-聚苯胺復(fù)合材料的形貌結(jié)構(gòu)表征
    2.4 碳量子點(diǎn)-聚苯胺復(fù)合物的電化學(xué)性質(zhì)
        2.4.1 聚苯胺和碳量子點(diǎn)-聚苯胺的循環(huán)伏安和恒電流充放電測試比較
        2.4.2 聚苯胺和碳量子點(diǎn)-聚苯胺的電化學(xué)阻抗分析
        2.4.3 聚苯胺和碳量子點(diǎn)-聚苯胺的循環(huán)性能測試
        2.4.4 碳量子點(diǎn)-聚苯胺的倍率性能測試
        2.4.5 碳量子點(diǎn)-聚苯胺復(fù)合材料的功率密度和能量密度測試
    2.5 碳量子點(diǎn)-聚苯胺超級(jí)電容器的組裝及性能表征
        2.5.1 碳量子點(diǎn)-聚苯胺超級(jí)電容器的組裝
        2.5.2 碳量子點(diǎn)-聚苯胺超級(jí)電容器電化學(xué)性能測試
    2.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 聚苯胺衍生氮摻雜碳納米線材料的電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)試劑、材料與儀器
    3.3 氮摻雜碳材料的制備及形貌結(jié)構(gòu)表征
        3.3.1 氮摻雜碳材料的制備
        3.3.2 氮摻雜碳材料的形貌結(jié)構(gòu)表征
    3.4 聚苯胺和氮摻雜碳電極材料的電化學(xué)性能研究
        3.4.1 聚苯胺和氮摻雜碳電極材料的循環(huán)伏安和恒電流充放電測試比較
        3.4.2 聚苯胺和氮摻雜碳電極材料的倍率性能測試
        3.4.3 聚苯胺和氮摻雜碳電極材料的循環(huán)性能測試
        3.4.4 氮摻雜碳電極材料的倍率性能測試
        3.4.5 氮摻雜碳電極材料的循環(huán)壽命測試
    3.5 氮摻雜碳/碳紙對(duì)稱型超級(jí)電容器的組裝及性能表征
        3.5.1 氮摻雜碳/碳紙超級(jí)電容器的組裝
        3.5.2 氮摻雜碳/碳紙超級(jí)電容器的的電化學(xué)性能測試
    3.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 多孔硼氮共摻雜碳材料的制備及其電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)試劑、材料與儀器
    4.3 多孔硼氮共摻雜碳材料的制備和形貌結(jié)構(gòu)表征
        4.3.1 多孔硼氮共摻雜碳的制備
        4.3.2 多孔硼氮共摻雜碳材料形貌結(jié)構(gòu)的表征
    4.4 多孔硼氮共摻雜碳/碳紙電極材料的電化學(xué)性能表征
        4.4.1 多孔硼氮共摻雜碳/碳紙電極材料的循環(huán)伏安和恒電流充放電測試..
        4.4.2 多孔硼氮共摻雜碳電極材料的倍率性能表征
        4.4.3 多孔硼氮共摻雜碳電極材料的交流阻抗表征
        4.4.4 多孔硼氮共摻雜碳電極材料的循環(huán)壽命表征
    4.5 多孔硼氮共摻雜碳/碳紙對(duì)稱超級(jí)電容器的組裝及性能表征
        4.5.1 多孔硼氮共摻雜碳/碳紙超級(jí)電容器的組裝
        4.5.2 多孔硼氮共摻雜碳/碳紙超級(jí)電容器的電化學(xué)性能測試
    4.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Carbon-based supercapacitors for efficient energy storage[J]. Xuli Chen,Rajib Paul,Liming Dai.  National Science Review. 2017(03)
[2]Three-dimensional graphene networks: synthesis,properties and applications[J]. Yanfeng Ma,Yongsheng Chen.  National Science Review. 2015(01)
[3]低溫合成樟腦磺酸摻雜聚苯胺微管的電化學(xué)電容行為[J]. 呂新美,吳全富,米紅宇,張校剛.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2007(06)



本文編號(hào)：3540071