發(fā)布時(shí)間：2023-12-29 18:05

　　超級(jí)電容器是一種功率密度大、實(shí)用性高、環(huán)境友好的能量?jī)?chǔ)存裝置。石墨烯具有高比表面積,循環(huán)穩(wěn)定性以及良好的導(dǎo)電性等優(yōu)異性能,是較理想的超級(jí)電容器電極材料,但其實(shí)際比電容較低,通過(guò)對(duì)石墨烯進(jìn)行微觀形貌調(diào)控,或者選擇具有高法拉第準(zhǔn)電容材料與其復(fù)合以獲得更優(yōu)異性能的超級(jí)電容器復(fù)合電極材料是目前研究的焦點(diǎn)。本文以改良hummers法制備氧化石墨(GO),分別采用溶劑熱法、以抗壞血酸為還原劑的化學(xué)氧化還原法、微波消解法制備石墨烯氣凝膠(GA)。同時(shí)對(duì)三種GAs進(jìn)行形貌結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能分析。研究結(jié)果表明:采用溶劑熱法制備的石墨烯氣凝膠(rGA)結(jié)構(gòu)與性能最佳,整體呈現(xiàn)出薄且透明的相互交聯(lián)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。rGA材料在6 M KOH電解液中,1 A g-1的電流密度下,單電極比電容值達(dá)285 F g-1。雙電極rGA扣式電容器在經(jīng)過(guò)1 000次恒流充放電后,電容保持在68 F g-1左右,電容衰減很小。在rGA的制備基礎(chǔ)上,以氯化銨為發(fā)泡劑,制備三維多孔石墨烯氣凝膠材料(PrGA)。探討了起泡劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等實(shí)驗(yàn)因素對(duì)PrGA電化學(xué)性能的影響,確定了 PrGA材料的最優(yōu)制備條件。研究發(fā)現(xiàn),P...

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 超級(jí)電容器的概述
    1.2 超級(jí)電容器的分類(lèi)及其應(yīng)用
        1.2.1 雙電層電容器
        1.2.2 贗電容器
        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
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 金屬氧化物電極材料
        1.3.3 導(dǎo)電聚合物電極材料
        1.3.4 復(fù)合電極材料
    1.4 石墨烯氣凝膠復(fù)合材料
        1.4.1 石墨烯材料
        1.4.2 石墨烯氣凝膠材料
        1.4.3 石墨烯氣凝膠復(fù)合材料
    1.5 課題的意義及研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 課題意義
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)藥品儀器以及測(cè)試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料和儀器
    2.2 電極材料形貌結(jié)構(gòu)表征
        2.2.1 掃描電子顯微鏡分析
        2.2.2 XRD分析
        2.2.3 透射電子顯微鏡分析
        2.2.4 熱重分析
        2.2.5 FTIR分析
        2.2.6 BET分析
    2.3 電極材料電化學(xué)性能測(cè)試
        2.3.1 循環(huán)伏安測(cè)試
        2.3.2 交流阻抗測(cè)試
        2.3.3 恒電流充放電測(cè)試
        2.3.4 循環(huán)壽命測(cè)試
    2.4 電極與扣式超級(jí)電容器的制備與測(cè)試
第3章 石墨烯氣凝膠的制備及其電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 電極材料的制備
        3.2.1 氧化石墨的制備(GO)
        3.2.2 石墨烯氣凝膠的制備
    3.3 石墨烯氣凝膠材料形貌結(jié)構(gòu)分析
        3.3.1 SEM與TEM分析
        3.3.2 X-射線衍射分析
        3.3.3 傅立葉變換紅外光譜分析
        3.3.4 TG分析
        3.3.5 BET分析
    3.4 石墨烯氣凝膠電極材料電化學(xué)測(cè)試
        3.4.1 循環(huán)伏安測(cè)試
        3.4.2 恒流充放電測(cè)試
        3.4.3 交流阻抗測(cè)試
        3.4.4 循環(huán)壽命測(cè)試
    3.5 本章小結(jié)
第4章 三維多孔石墨烯氣凝膠的制備及其電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 氧化石墨的制備(GO)
        4.2.2 三維多孔石墨烯氣凝膠的制備
    4.3 制備條件對(duì)PRGA電化學(xué)性能的影響
        4.3.1 反應(yīng)溫度的影響
        4.3.2 反應(yīng)時(shí)間的影響
        4.3.3 起泡劑的影響
    4.4 PRGA材料的形貌結(jié)構(gòu)分析
        4.4.1 SEM分析
        4.4.2 XRD分析
        4.4.3 TG分析
        4.4.4 BET分析
    4.5 石墨烯氣凝膠電極材料電化學(xué)測(cè)試
        4.5.1 循環(huán)伏安測(cè)試
        4.5.2 恒流充放電測(cè)試
        4.5.3 交流阻抗測(cè)試
        4.5.4 循環(huán)壽命測(cè)試
    4.6 本章小結(jié)
第5章 三維多孔石墨烯氣凝膠/氧化鎳復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 氧化石墨的制備(GO)
        5.2.2 石墨烯氣凝膠/氧化鎳復(fù)合材料的制備
    5.3 復(fù)合材料形貌結(jié)構(gòu)分析
        5.3.1 掃描電鏡分析
        5.3.2 X-射線衍射分析
        5.3.3 TG分析
    5.4 復(fù)合材料電化學(xué)性能
        5.4.1 循環(huán)伏安測(cè)試
        5.4.2 恒流充放電測(cè)試
        5.4.3 交流阻抗測(cè)試
        5.4.4 循環(huán)壽命測(cè)試
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間參與的項(xiàng)目以及取得的成果



本文編號(hào)：3876182