發(fā)布時(shí)間：2019-10-25 15:03

【摘要】：多孔石墨比表面積高和導(dǎo)電性好,是超級(jí)電容器理想的電極材料。本文以天然石墨(NG)為原料,先選用Hummers法制備氧化石墨,后微波處理的方法制備多孔石墨。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著NG、KMnO4、濃H2SO4用量、低溫反應(yīng)時(shí)間和微波處理時(shí)間的增大,比表面積均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),當(dāng)NG、KMnO4和濃H2SO4的用量分別為10g、30g和230ml,低溫反應(yīng)時(shí)間為2h,微波處理時(shí)間為60s時(shí),比表面積達(dá)最大,為323.81m2·g-1,另外,高溫反應(yīng)時(shí)選擇連續(xù)加水方式有助于提高其比表面積,并且可以獲得表面為褶皺、絮狀的薄層結(jié)構(gòu)。在6mol·L-1的KOH電解液中,多孔石墨的比電容隨NG、KMnO4、濃H2SO4用量、低溫反應(yīng)時(shí)間和微波處理時(shí)間的增大,均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì),且最值點(diǎn)處的條件和上述比表面積的相同,比電容最大值為為145F·g-1。比表面積與電容性具有相關(guān)性,較大的比表面積有助于提高樣品的比電容。
【圖文】：

在插入電解液中時(shí)，由于原子間或分子間的作用力（如共價(jià)力、范德華力等）相互作用，，逡逑在電極表面和電解質(zhì)溶液中，正負(fù)電荷將發(fā)生極短距離的排列和分布，待該現(xiàn)象穩(wěn)定后，逡逑在固體電極的雙側(cè)出現(xiàn)電量相等、符號(hào)相反的兩層電荷，其原理如圖１．１所示，將雙電層逡逑理論簡(jiǎn)單闡述如下：為了配合電荷守恒，帶正電的電極會(huì)吸引電解質(zhì)溶液中的負(fù)離子，相逡逑反，帶負(fù)電的負(fù)極就會(huì)吸引溶液中的正離子，就這樣，構(gòu)成了兩個(gè)平衡的界面層。因?yàn)樵阱义纤蛢蓚�(gè)界面層上都形成了一個(gè)屏障，于是致使兩界面層上己吸附的電荷就不能跨越界限，逡逑發(fā)生彼此中和的現(xiàn)象，進(jìn)而使得形成的雙電層變得極為緊密，不易松散，雙電層徹底形成，逡逑雙電層電容就是指此時(shí)在電極／電解質(zhì)溶液界面形成的電容。在雙電層構(gòu)成過(guò)程中的能量，逡逑是Ｗ電荷的方式保存在界面層中，在超級(jí)電容充電時(shí)，電子透過(guò)外電源由正極移至負(fù)極，逡逑與此同時(shí)，電解質(zhì)溶液中的正負(fù)離子分開移動(dòng)，與鄰近界面接觸，在超級(jí)電容器放電時(shí)，逡逑電子通透過(guò)負(fù)載由負(fù)極轉(zhuǎn)移到正極

ＫＭｎＯ，質(zhì)量／ｇ逡逑圖３．８多孔石墨的比表面積分析逡逑Ｆｉｇ．邋３．８邋Ｓｐｅｃｉｆｉｃ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ａｒｅａ邋ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｐｏｒｏｕｓ邋ｇｒａｐｈｉｔｅ逡逑（２）邋ＸＲＤ分析逡逑分別對(duì)和Ｍ－３０和Ｍ－５０樣品進(jìn)行ＸＲＤ分析表征，圖３．９（ａ，ｂ）為它們的ＸＲＤ圖譜，圖逡逑（ａ）分析如上，圖（ｂ）中（００２）處石墨的衍射峰強(qiáng)度比圖（ａ）高且尖，由于該樣品中氧化劑用量逡逑（５０ｇ）過(guò)量，石墨邊緣被過(guò)氧化，膨化后的剝離程度減小，保留原石墨的形狀，所Ｗ結(jié)晶度逡逑較大，２０（２４．８°）向右移動(dòng)是因?yàn)楹笳弑谎趸笏鶖y帶的官能團(tuán)較少，提供的推動(dòng)力較小，逡逑較難克服石墨層間范德華力，層間距較小。逡逑－２６邋－逡逑
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TQ127.11;TM53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2552836