超級(jí)電容器作為一種新型的電能儲(chǔ)存裝置，以其功率密度高，循環(huán)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)備受眾多研究者的關(guān)注。在眾多被研究的贗電容材料中，四氧化三鈷因其較高的理論比電容成為人們研究的熱點(diǎn)。石墨烯自從2004年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，在雙電層電容材料中，就因其優(yōu)良的導(dǎo)電性和較高的理論比表面積，廣泛應(yīng)用于電化學(xué)材料中。因此，把四氧化三鈷和石墨烯復(fù)合可以有效的改進(jìn)四氧化三鈷的導(dǎo)電性，提高其電容性能。 本文首先探究了四氧化三鈷的電容性能。采用連續(xù)離子層吸附與反應(yīng)的方法使四氧化三鈷直接負(fù)載于泡沫鎳上，通過(guò)調(diào)節(jié)負(fù)載次數(shù)改變負(fù)載量，焙燒與否改變晶型。采用電化學(xué)性能測(cè)試探究最佳負(fù)載量，且證實(shí)了無(wú)定形的材料更有利于電容性能的發(fā)揮。 其次探究了氧化石墨烯的還原程度對(duì)于電容性能的影響。采用改良的Hummers法制備氧化石墨，分別采用快速升溫?zé)崤蛎浄ê碗娀瘜W(xué)方法進(jìn)行還原，通過(guò)EPMA、FT-IR、XPS、XRD、Raman、BET等多種表征手段，探究其氧含量、缺陷度、比表面積以及層間距對(duì)電容性能的影響。 最后制備了金屬氧化物負(fù)載于石墨烯上的復(fù)合電容材料。采用氨水作為沉淀劑負(fù)載鈷氧化物前驅(qū)體于氧化石墨烯上，接著利用高溫還原氧化石墨烯和轉(zhuǎn)化鈷氧化物前驅(qū)體為四氧化三鈷，得到四氧化三鈷/石墨烯復(fù)合材料。進(jìn)一步制備了過(guò)渡金屬二元鈷氧化物負(fù)載于石墨烯上的復(fù)合材料，探究二元金屬的最佳組合以及最佳比例對(duì)于電容性能的影響。 本論文對(duì)于電容材料的制備，電容性能的改進(jìn)具有一定的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：TM53;O611.3
【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(jiǎn)介
        1.2.1 超級(jí)電容器電極材料及工作原理
        1.2.2 超級(jí)電容器發(fā)展?fàn)顩r
        1.2.3 超級(jí)電容器應(yīng)用前景
3O₄的超級(jí)電容器材料研究進(jìn)展'>    1.3 基于 Co₃O₄的超級(jí)電容器材料研究進(jìn)展
        1.3.1 納米四氧化三鈷材料
        1.3.2 石墨烯材料
        1.3.3 鈷氧化物/石墨烯復(fù)合電容材料
    1.4 本文研究目的及思路
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        2.1.1 化學(xué)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 電極材料的制備
3O₄納米花電容材料制備'>        2.2.1 Co₃O₄納米花電容材料制備
        2.2.2 TRGO 和 ERGO 電容材料制備
3O₄/rGO 和 MeCo_xO_y/rGO 復(fù)合電容材料制備'>        2.2.3 Co₃O₄/rGO 和 MeCo_xO_y/rGO 復(fù)合電容材料制備
    2.3 電極材料的表征
        2.3.1 電子探針元素分析（EPMA）
        2.3.2 X 射線衍射分析（XRD）
        2.3.3 比表面測(cè)定（BET）
        2.3.4 傅里葉紅外光譜分析（FT-IR）
        2.3.5 拉曼光譜分析（Raman）
        2.3.6 X-射線光電子能譜分析（XPS）
        2.3.7 掃描電子顯微鏡（SEM）
        2.3.8 透射電子顯微鏡（TEM）
    2.4 電極材料電化學(xué)性能評(píng)價(jià)方法
        2.4.1 工作電極的制備
        2.4.2 電化學(xué)性能測(cè)試方法
3O₄納米花電容材料制備及性能評(píng)價(jià)'>第三章 Co₃O₄納米花電容材料制備及性能評(píng)價(jià)
    3.1 引言
3O₄納米花電極的制備'>    3.2 Co₃O₄納米花電極的制備
3O₄納米花電容材料結(jié)構(gòu)表征'>    3.3 Co₃O₄納米花電容材料結(jié)構(gòu)表征
3O₄納米花電容材料電化學(xué)性能測(cè)試'>    3.4 Co₃O₄納米花電容材料電化學(xué)性能測(cè)試
3O₄負(fù)載量對(duì)電化學(xué)性能影響'>        3.4.1 Co₃O₄負(fù)載量對(duì)電化學(xué)性能影響
        3.4.2 樣品 C-0.4 電極材料的電化學(xué)電容性能
    3.5 本章小結(jié)
第四章 TRGO 和 ERGO 電容材料制備及性能評(píng)價(jià)
    4.1 引言
    4.2 熱還原氧化石墨烯（TRGO）的制備及性能評(píng)價(jià)
        4.2.1 熱還原氧化石墨烯（TRGO）的制備
        4.2.2 TRGO 的表征
        4.2.3 不同還原程度的 rGO 電容材料電化學(xué)性能測(cè)試
        4.2.4 小結(jié)
    4.3 電化學(xué)還原氧化石墨烯（ERGO）的制備及性能評(píng)價(jià)
        4.3.1 電還原電解液的配制以及電極的制備
        4.3.2 電極負(fù)載質(zhì)量的探討
        4.3.3 不同還原電壓范圍的探討
        4.3.4 不同還原掃描速率的探討
        4.3.5 不同還原掃描圈數(shù)的探討
        4.3.6 計(jì)時(shí)電流法還原探討
        4.3.7 小結(jié)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 石墨烯負(fù)載金屬氧化物電容材料制備及性能評(píng)價(jià)
    5.1 引言
3O₄/rGO 的制備及性能研究'>    5.2 Co₃O₄/rGO 的制備及性能研究
3O₄/rGO 復(fù)合材料的制備'>        5.2.1 Co₃O₄/rGO 復(fù)合材料的制備
3O₄/rGO 復(fù)合材料的表征'>        5.2.2 Co₃O₄/rGO 復(fù)合材料的表征
3O₄/rGO 復(fù)合材料的電化學(xué)性能測(cè)試'>        5.2.3 Co₃O₄/rGO 復(fù)合材料的電化學(xué)性能測(cè)試
        5.2.4 小結(jié)
xO_y/rGO 的制備及性能研究'>    5.3 MeCo_xO_y/rGO 的制備及性能研究
2O₄/rGO 的制備及性能研究'>        5.3.1 MeCo₂O₄/rGO 的制備及性能研究
xO_y/rGO 的制備及性能研究'>        5.3.2 NiCo_xO_y/rGO 的制備及性能研究
2CoO_y/rGO 的制備及性能研究'>        5.3.3 Ni₂CoO_y/rGO 的制備及性能研究
        5.3.4 小結(jié)
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 于占軍;多層次結(jié)構(gòu)金屬氧化物超級(jí)電容器電極材料的研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2868730