超級電容器作為能源存儲和轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中極其重要的一員,具備功率密度高、工作壽命長等顯著優(yōu)勢,在人類應(yīng)對嚴(yán)峻的能源緊缺危機的過程中可以發(fā)揮極其重要的作用。釩氧化物因具有層狀結(jié)構(gòu)、比容量高等特點成為有前景的超級電容器電極材料,但導(dǎo)電性相對較差以及循環(huán)壽命較短等劣勢限制了其發(fā)展;而碳材料獨特的低阻抗和高穩(wěn)定性可與釩氧化物實現(xiàn)功能互補。因此,本文通過簡單的水熱法制備出三種釩氧化物/碳納米復(fù)合物,借助X射線衍射、紅外、拉曼、氮氣吸附脫附、掃描電鏡、透射電鏡等測試方法對其成分、結(jié)構(gòu)、形貌進行了表征,而其電化學(xué)性質(zhì)的評價則借助循環(huán)伏安法,恒電流充放電法以及阻抗測試法,結(jié)果如下:以V₂O₅和葡萄糖為原料,利用水熱法以及煅燒法設(shè)計合成了具有高比面積和豐富孔道結(jié)構(gòu)的無定形碳包覆V₂O₃核殼納米棒復(fù)合材料V₂O₃@C。V₂O₃@C作為單電極材料在0.5 A·g^-1下的初始比電容為228 F·g^-1

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 超級電容器
        1.1.1 超級電容器的特性
        1.1.2 超級電容器的應(yīng)用
    1.2 超級電容器的分類和儲能機理
        1.2.1 雙電層電容器
        1.2.2 贗電容器
    1.3 碳材料
        1.3.1 活性炭
        1.3.2 碳納米管
        1.3.3 石墨烯
    1.4 釩氧化物
        1.4.1 三氧化二釩
        1.4.2 水合七氧化三釩
    1.5 釩氧化物/碳復(fù)合材料在超級電容器中的研究進展
    1.6 選題目的和意義
2 實驗試劑、儀器與表征方法
    2.1 實驗試劑和儀器
    2.2 樣品表征
    2.3 電化學(xué)測試方法
        2.3.1 工作電極的制備
        2.3.2 測試體系
        2.3.3 循環(huán)伏安法
        2.3.4 恒電流充放電法
        2.3.5 阻抗測試法
2O₃核殼復(fù)合材料的制備、表征及電容性能">3 碳包覆V₂O₃核殼復(fù)合材料的制備、表征及電容性能
2O₃@C復(fù)合材料的制備">    3.1 V₂O₃@C復(fù)合材料的制備
2O₅ 納米線的制備">        3.1.1 V₂O₅ 納米線的制備
        3.1.2 前驅(qū)體的制備
2O₃@C的制備">        3.1.3 V₂O₃@C的制備
2O₃@C復(fù)合材料的表征">    3.2 V₂O₃@C復(fù)合材料的表征
2O₃@C復(fù)合材料的電化學(xué)性能">    3.3 V₂O₃@C復(fù)合材料的電化學(xué)性能
        3.3.1 單電極的電化學(xué)性能
        3.3.2 器件的電化學(xué)性能
    3.4 本章小結(jié)
xO_y/rGO復(fù)合材料的制備、表征及電容性能">4 HV_xO_y/rGO復(fù)合材料的制備、表征及電容性能
xO_y/rGO復(fù)合材料的制備">    4.1 HV_xO_y/rGO復(fù)合材料的制備
        4.1.1 氧化石墨烯的制備
2O₅ 一元材料的制備">        4.1.2 V₂O₅ 一元材料的制備
xO_y/rGO復(fù)合材料的制備">        4.1.3 HV_xO_y/rGO復(fù)合材料的制備
xO_y/rGO復(fù)合材料的表征">    4.2 HV_xO_y/rGO復(fù)合材料的表征
xO_y/rGO復(fù)合材料的電化學(xué)性能">    4.3 HV_xO_y/rGO復(fù)合材料的電化學(xué)性能
        4.3.1 GO比例的選擇
        4.3.2 循環(huán)伏安測試
        4.3.3 恒電流充放電測試
        4.3.4 阻抗測試
        4.3.5 循環(huán)穩(wěn)定性測試
    4.4 本章小結(jié)
3O₇·H₂O/CNT/rGO三元復(fù)合材料的制備、表征及電容性能">5 V₃O₇·H₂O/CNT/rGO三元復(fù)合材料的制備、表征及電容性能
3O₇·H₂O/CNT/rGO三元復(fù)合材料的制備">    5.1 V₃O₇·H₂O/CNT/rGO三元復(fù)合材料的制備
        5.1.1 氧化石墨烯的制備
        5.1.2 碳納米管的功能化
2O₅ 一元材料的制備">        5.1.3 V₂O₅ 一元材料的制備
x/CNT二元復(fù)合材料的制備">        5.1.4 VO_x/CNT二元復(fù)合材料的制備
3O₇·H₂O/CNT/rGO三元復(fù)合材料的制備">        5.1.5 V₃O₇·H₂O/CNT/rGO三元復(fù)合材料的制備
3O₇·H₂O/CNT/rGO三元復(fù)合材料的表征">    5.2 V₃O₇·H₂O/CNT/rGO三元復(fù)合材料的表征
3O₇·H₂O/CNT/rGO三元復(fù)合材料的電化學(xué)性能">    5.3 V₃O₇·H₂O/CNT/rGO三元復(fù)合材料的電化學(xué)性能
        5.3.1 CNT與 GO比例的選擇
        5.3.2 循環(huán)伏安測試
        5.3.3 恒電流充放電測試
        5.3.4 阻抗測試
        5.3.5 循環(huán)穩(wěn)定性測試
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]導(dǎo)電聚合物基超級電容器電極材料研究進展[J]. 馮輝霞,王濱,譚琳,雒和明,張德懿.  化工進展. 2014(03)
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博士論文
[1]低維功能納米材料的設(shè)計及其在能源存儲與轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的應(yīng)用[D]. 包健.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[2]低維無機納米材料的液相控制合成及表征[D]. 劉奕.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]三維多孔五氧化二釩超級電容器的研究[D]. 霍耀輝.吉林大學(xué) 2015
[2]五氧化二釩電極材料的制備及其在電化學(xué)電容器中的應(yīng)用[D]. 王開飛.天津大學(xué) 2007



本文編號：3047171