碳基超級(jí)電容器是一種通過在多孔電極表面吸附來(lái)自電解質(zhì)的離子來(lái)存儲(chǔ)電能的電化學(xué)裝置。長(zhǎng)期以來(lái),碳材料的比表面積和孔徑分布被認(rèn)為是影響碳基超級(jí)電容器性能的主要因素。其中,微孔乃至超微孔的存在可以大大優(yōu)化材料的孔結(jié)構(gòu)特性,提升單位比表面積的電容。因此,有必要對(duì)微孔碳乃至超微孔碳進(jìn)行系統(tǒng)的研究以豐富現(xiàn)有的研究成果。然而,迄今為止,超微孔納米碳材料的制備以及孔結(jié)構(gòu)調(diào)控策略仍然是極其有限的,對(duì)超微孔碳的電化學(xué)行為以及其與孔結(jié)構(gòu)關(guān)系的研究也因此受到限制�；诖�,我們提出采用互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)炭化法制備孔徑可控的超微孔碳。本文主要針對(duì)超微孔碳材料的合成問題,提出采用互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)炭化法制備孔徑可控的超微孔碳材料,測(cè)定了其比表面積、孔徑分布以及元素分布等參數(shù),并做為碳基超級(jí)電容器電極材料,研究了其孔結(jié)構(gòu)特征與電化學(xué)性能(比容量、倍率性能、循環(huán)穩(wěn)定性以及電化學(xué)阻抗等)之間的相互關(guān)系。并進(jìn)一步證明了互穿聚合物炭化法在超微孔碳的制備和孔徑控制方面的優(yōu)勢(shì)。此外,通過調(diào)節(jié)聚合物網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)含量,調(diào)控了超微孔碳的孔隙率,并著重分析了孔隙率的變化對(duì)孔結(jié)構(gòu)的其他參數(shù)的影響以及由此導(dǎo)致的電化學(xué)性能的變化,對(duì)這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果從聚合物...

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級(jí)電容器概述
        1.2.1 超級(jí)電容器簡(jiǎn)介
        1.2.2 超級(jí)電容器的工作原理
            1.2.2.1 雙電層電容器
            1.2.2.2 法拉第準(zhǔn)電容器
            1.2.2.3 混合電容器
        1.2.3 超級(jí)電容器的應(yīng)用
    1.3 超級(jí)電容器電極材料的研究進(jìn)展
        1.3.1 金屬氧化物電極材料
        1.3.2 導(dǎo)電聚合物電極材料
        1.3.3 多孔碳電極材料
    1.4 多孔碳材料的結(jié)構(gòu)與雙電層電容之間的關(guān)系
        1.4.1 比表面積
        1.4.2 孔徑分布
        1.4.3 表面有機(jī)官能團(tuán)
    1.5 多孔碳材料的制備方法
        1.5.1 活化法
        1.5.2 模板法
        1.5.3 聚合物共混物炭化法
    1.6 互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)炭化制備多孔碳
    1.7 本課題選題依據(jù)及主要研究?jī)?nèi)容
        1.7.1 本課題選題依據(jù)及研究目標(biāo)
        1.7.2 本課題研究?jī)?nèi)容
        1.7.3 解決的關(guān)鍵性問題
        1.7.4 課題的創(chuàng)新性
        1.7.5 技術(shù)路線和實(shí)驗(yàn)方案
第2章 實(shí)驗(yàn)、表征及測(cè)試計(jì)算
    2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑及材料
        2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 表征部分
    2.3 測(cè)試計(jì)算
        2.3.1 電極的制備
        2.3.2 電化學(xué)測(cè)試手段
        2.3.3 三電極體系單電極系統(tǒng)的構(gòu)筑
        2.3.4 兩電極體系對(duì)稱型電容器的構(gòu)筑
        2.3.5 動(dòng)力學(xué)過程分析
第3章 基于MF/PAAS IPNs制備孔徑可控的超微孔碳及其電化學(xué)性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方案及流程圖
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)方案
            3.2.1.1 MF樹脂的制備及炭化過程
            3.2.1.2 MF/PAAS共混物的制備及炭化過程
            3.2.1.3 MF/ PAAS IPNs的制備及炭化過程
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)流程圖
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 UMC-IPNs、PC-MFB以及PC-MF的形貌及結(jié)構(gòu)對(duì)比
        3.3.2 UMC-IPNs、PC-MFB以及PC-MF的結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能之間的關(guān)系以及UMC-IPNs的動(dòng)力學(xué)過程分析
        3.3.3 UMC-IPNs//UMC-IPNs對(duì)稱型器件的電化學(xué)性能研究
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于AF/PAAS IPNs制備孔隙率可調(diào)的超微孔碳及其電化學(xué)性能的研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方案及流程圖
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)方案
            4.2.1.1 AF樹脂的制備及炭化過程
            4.2.1.2 AF/PAAS共混物的制備及炭化過程
            4.2.1.3 AF/PAAS IPN的制備及炭化過程
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)流程圖
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 C-AF、C-AFB以及C-IPN的形貌及結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 C-AF、C-AFB以及C-IPN的結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能的關(guān)系
        4.3.3 C-IPNx的孔隙率的調(diào)控及其與電化學(xué)性能之間的關(guān)系研究
        4.3.4 C-IPN3//C-IPN3 對(duì)稱型器件的電化學(xué)性能研究
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3775623