生物質(zhì)基碳材料電極是目前超級(jí)電容器研究的熱點(diǎn)方向。優(yōu)異的電化學(xué)性能需要碳材料具備高比表面積、適宜的孔徑分布、高雜原子摻雜。本論文的主要研究工作如下:1.以蠶繭為碳源,用FeCl3和ZnCl2一步活化制備碳材料。用此方法制備的碳材料呈現(xiàn)出片層形態(tài)。隨著碳化溫度的增加,碳材料的比表面積、石墨化程度及比電容量也隨之增加;且碳化溫度在850℃下就可達(dá)到最優(yōu)異的電化學(xué)性能。SC-850碳材料表現(xiàn)出高比表面積(1285 m2g-1)、多級(jí)孔結(jié)構(gòu)、高石墨化(IG/ID=1.05)和氮摻雜(2.24%)。在三電極體系下,SC-850碳材料具有較高的比電容和優(yōu)異的循環(huán)特性,其在0.5A g-1下具有178 Fg-1比電容,在10 A g-1下循環(huán)10000后電容幾乎沒(méi)有損失。兩電極體系下,SC-850碳材料能在2.0 V電壓窗口下功率密度為251 W kg-1時(shí)具有14.33 W h kg-1的能量密度。2.用絲素蛋白為碳源,用CaCl2和ZnCl2 一步活化制備碳材料。隨著ZnCl2/CaCl2質(zhì)量比的增加,微孔率、比表面積、氮摻雜含量、比電容都表現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。隨著碳化溫度的增加,石墨化程度、...

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１基于多孔碳的電容器的結(jié)構(gòu)示意圖??２??

雙電層電容（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ?ｄｏｕｂｌｅ－ｌａｙｅｒ?ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ，?ＥＤＬＣｓ），靠著離子在電解液??和活性電極材料界面之間可逆的靜電吸附和分離。雙電層電容器的結(jié)構(gòu)示意圖如??圖１－１所示［４］。在充電過(guò)程中，雙電層電容器（ＥＤＬＣｓ）的正極表面吸引電解質(zhì)??的陰....

圖１－３制備氮摻雜ＣＮＦｓ實(shí)驗(yàn)示意圖??

用這種方法特別適用于制備氮摻雜碳纖維（ＮＣＦｓ）?［４｜］，氮摻雜的碳納米??管（ＮＣＮＴｓ）?［４２］，氮摻雜的石墨烯（ＮＧ）?［４３］。例如，Ｙｕ提出制備氮摻雜碳納米??纖維（ＣＮＦｓ），其簡(jiǎn)易方法如圖１－３所示。發(fā)現(xiàn)氮摻雜的類(lèi)型和含氮量都可以通??過(guò)改變退火溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)溫....

圖３－１制備ＳＣ的不：意流程圖??Ｆｉｕｒｅ?３－１．?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｓｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ＳＣｓ??

３．３．１?ＳＣ的物理表征??（１）?ＳＣ的形貌表征??用ＳＥＭ表征氮摻雜多孔碳材料（ＳＣｓ）的形貌。圖３－２是不同碳化溫度下??ＳＣｓ的ＳＥＭ，從圖中我們可以看出ＳＣ－７００，?ＳＣ－７５０，?ＳＣ－８５０，?ＳＣ－９００都表現(xiàn)出??二維多孔納米結(jié)構(gòu)。這是符合原子力顯微鏡（ＡＦ....

圖３－３不同碳化溫度制備ＳＣｓ的ＡＦＭ圖片??Ｆｉｇｕｒｅ?３－３．?ＡＦＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?（ａ）?ＳＣ－７００，?（ｂ）?ＳＣ－７５０，?（ｃ）?ＳＣ－８５０，?（ｄ）?ＳＣ－９００??

本文編號(hào)：3890693