本文關鍵詞：分級結構多孔碳及其衍生物的超級電容性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超級電容器作為一種新型高效的能量儲存和轉化裝置,擁有能量密度/功率密度高,充放電速度快,循環(huán)壽命長等諸多優(yōu)點,被廣泛地應用于電動汽車,內存?zhèn)浞菹到y(tǒng),小型電子產品和能源管理系統(tǒng)等眾多領域。根據儲能機理的不同,超級電容器可分成兩大類:雙電層電容器和贗電容器。雙電層電容器通過在電極和電解液相接觸的界面上形成雙電層來儲存能量,他具有良好的導電性和出色的循環(huán)性能。贗電容器借助法拉第氧化還原反應儲存能量,具有異常高的比電容值,然而循環(huán)穩(wěn)定性相對較差。常見的雙電層電容器電極材料主要由各類多孔碳材料組成,其方便易得,質輕,化學穩(wěn)定性好和環(huán)保等多種優(yōu)點使之得到了廣泛的應用。商業(yè)化的活性炭具有大的比表面積,但由于孔徑以微孔為主,導致電解液離子無法順利地通過,大量內表面上的活性位點得不到利用,嚴重限制了其電容性能。介孔具有適宜的孔徑和相對較高的比表面積。大孔結構有利于離子的擴散,然而低的比表面積又成為其一大軟肋。因此設計合成具有高的比表面積,優(yōu)越多孔性的分級結構多孔碳電極材料正成為研究的熱點。本論文以分級結構多孔碳材料為研究對象,采用不同的方法制備了一系列具有高比表面積,均一孔徑分布和高的孔容的分級結構多孔碳及其衍生物材料。同時,運用SEM、TEM、N2吸附-脫附等手段對分級結構多孔碳材料的性質結構進行了表征,并借助電化學工作站研究了其超級電容性能。具體的研究內容如下:1、以葡萄糖為碳源通過水熱法制得葡萄糖碳球,再借助ZnCl_2活化處理得到擁有發(fā)達孔結構的多孔碳球。以上述多孔碳球為模板,填充進Ni(NO3)2,經高溫煅燒除模板后得到擁有高比表面積和優(yōu)越孔隙的多孔NiO電極材料,并研究了其超級電容性能。2、以酚醛樹脂球為碳源,ZnCl_2為活化劑經過一步高溫碳化/活化處理,制備得到具有高比表面積、均一介孔孔徑和較大孔容的介孔活性碳納米球,并研究了其質量比電容,倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性等電化學性能。3、以葡萄糖為碳源,三聚氰胺為氮源和發(fā)泡劑,經高溫吹制得到微米級別的片狀碳材料,再采用KOH活化進行造孔,最后得到具有分級的微孔/介孔結構,高比表面積、孔容的氮元素摻雜的碳納米片材料,并分別考察了其在三電極體系和兩電極體系的電化學性質。
【關鍵詞】：超級電容器 碳材料 分級結構 ZnCl_2活化 氮摻雜碳材料
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM53;TQ127.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-26
• 1.1 引言9-10
• 1.2 超級電容器概述10-15
• 1.2.1 超級電容器的發(fā)展和應用現狀10-11
• 1.2.2 超級電容器的工作原理和分類11-14
• 1.2.3 超級電容器的組成和特點14-15
• 1.3 分級結構多孔碳材料概述15-18
• 1.3.1 分級結構多孔碳材料的特性和定義15-17
• 1.3.2 分級結構多孔碳材料的制備17-18
• 1.3.3 分級結構多孔的衍生物材料18
• 1.4 本文的工作目的及意義18-20
• 1.4.1 本論文研究的目的和意義18-19
• 1.4.2 本論文研究的內容19-20
• 參考文獻20-26
• 第二章 多孔氧化鎳電極材料的硬模板法制備及其表征26-36
• 2.1 引言26
• 2.2 實驗部分26-28
• 2.2.1 主要試劑及儀器26-27
• 2.2.2 多孔氧化鎳電極材料的硬模板法制備27-28
• 2.2.3 測試與表征28
• 2.2.4 電化學測試28
• 2.3 結果與討論28-33
• 2.3.1 多孔氧化鎳電極材料表征28-30
• 2.3.2 多孔氧化鎳電極材料電化學性能測試30-33
• 2.4 本章小結33-34
• 參考文獻34-36
• 第三章 介孔活性碳納米球的制備及其超級電容性能研究36-52
• 3.1 引言36-37
• 3.2 實驗部分37-39
• 3.2.1 主要試劑及儀器37
• 3.2.2 間苯二酚甲醛樹脂納米球的制備37-38
• 3.2.3 介孔活性碳納米球材料的制備38
• 3.2.4 材料表征38
• 3.2.5 介孔活性碳納米球材料的超級電容性能測試38-39
• 3.3 結果與討論39-47
• 3.3.1 介孔活性碳納米球材料的制備及表征39-42
• 3.3.2 介孔活性碳納米球材料的超級電容性能研究42-47
• 3.4 本章小結47-48
• 參考文獻48-52
• 第四章 氮摻雜的活性炭納米片電極材料制備及活性測試52-73
• 4.1 引言52-54
• 4.2 實驗部分54-56
• 4.2.1 主要試劑及儀器54
• 4.2.2 氮摻雜碳納米片的制備54
• 4.2.3 氮摻雜的活性炭納米片電極材料制備54-55
• 4.2.4 材料測試及表征55
• 4.2.5 氮摻雜的活性炭納米片電極材料超級電容性能測試55-56
• 4.3 結果與討論56-66
• 4.3.1 氮摻雜的活性炭納米片的表征56-60
• 4.3.2 氮摻雜的活性炭納米片電極材料的超電容研究60-66
• 4.4 本章小結66-68
• 參考文獻68-73
• 第五章 總結73-74
• 致謝74-75
• 碩士期間論文發(fā)表情況75

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 劉蕾;馬天翼;袁忠勇;;分級結構介孔-大孔材料及其實際應用[J];石油化工;2011年03期

2 丁德芳;陽雅麗;沈毅;;二氧化鈦分級結構材料的研究進展[J];中國陶瓷;2012年05期

3 韓強;武曉峰;廖玉超;李丹;岳仁亮;劉海弟;陳運法;;蒲公英狀分級結構γ-Al_2O_3顆粒的制備及其形成過程[J];過程工程學報;2011年03期

4 毛廣秀;;具有中空分級結構的花菜狀ZnO制備及發(fā)光性能研究[J];淮陰師范學院學報(自然科學版);2012年02期

5 郎雷鳴;;分級結構納米材料研究進展[J];廣東化工;2011年12期

6 陳哲;陳峰;徐娜;;水熱法合成海膽型鎳的分級結構[J];吉林化工學院學報;2012年09期

7 沈俊海;李佳佳;李良超;李涓碧;丁艷;;分級結構氧化鋅的制備及形貌調控[J];高等學�；瘜W學報;2014年06期

8 黃建業(yè);王峰會;侯紹行;趙翔;;超聲刻蝕法構建分級結構的超疏水表面[J];高等學�；瘜W學報;2014年09期

9 李彥偉;王燕;孫廣;曹建亮;孟哈日巴拉;張戰(zhàn)營;;分級結構納米ZnO的制備及其光催化性能研究[J];河南理工大學學報(自然科學版);2011年04期

10 毛廣秀;郭曉丹;;不同分級結構ZnO的制備及催化分解AP性能研究[J];廣州化工;2012年05期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 劉海霞;顏永年;林峰;王小紅;朱琳;;仿生分級結構及其應用(英文)[A];2006年中國機械工程學會年會暨中國工程院機械與運載工程學部首屆年會論文集[C];2006年

2 田朋;葉俊偉;貢衛(wèi)濤;許諾;林源;寧桂玲;;碳酸鎂模板化合成多種分級結構氧化物的研究[A];中國化學會第28屆學術年會第8分會場摘要集[C];2012年

3 王國剛;孫誠;陳良水;張小松;顧忠澤;;基于分級結構超疏水表面的防冰凍性能初探[A];中國科學技術協會2008防災減災論壇論文集[C];2008年

4 張荻;張旺;顧佳俊;范同祥;朱申敏;蘇慧蘭;劉慶雷;;啟迪自然的具有蝶翅分級結構的新型功能材料研究[A];第十二屆固態(tài)化學與無機合成學術會議論文摘要集[C];2012年

5 王鳳云;袁忠勇;;分級結構介孔CeO_2的合成及結構表征[A];中國化學會第26屆學術年會納米化學分會場論文集[C];2008年

6 杜利霞;江潮;吳志嬌;吳謙;樸玲鈺;;TiO_2分級結構的可控合成與光催化性能研究[A];第十三屆全國太陽能光化學與光催化學術會議學術論文集[C];2012年

7 高書燕;賈曉霞;;微納分級結構Au/CuO的應用[A];河南省化學會2012年學術年會論文摘要集[C];2012年

8 房海霞;田朋;寧桂玲;;碳酸鎂模板法制備中空分級結構N-SiO_2/TiO_2復合材料[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第05分會：無機化學[C];2014年

9 羅海峰;聶平;李洪森;朱窈瑤;張校剛;;分級結構LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正極材料的制備及其儲鋰性能[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第24分會：化學電源[C];2014年

10 張冉冉;何妍妍;徐立強;;具有分級結構的ZnSn(OH)_6和Zn_2SnO_4納米空心球的合成及其鋰電性能研究[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第24分會：化學電源[C];2014年

中國博士學位論文全文數據庫 前10條

1 蔣淑蘭;面向微超級電容的碳基微納分級結構制備工藝研究[D];華中科技大學;2015年

2 張旺;蝶翅分級結構功能氧化物的制備與耦合性能探索研究[D];上海交通大學;2008年

3 董群;生物分級結構功能材料的制備及性能研究[D];上海交通大學;2008年

4 肖文佳;分級結構表面浸潤性研究[D];中山大學;2008年

5 鄧崇海;分級結構半導體材料的綠色化學合成及其高效降解有機污染物性能[D];中國科學技術大學;2014年

6 徐海明;分級結構硒化鉍的合成及其電輸運性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

7 吳靜;自組網穩(wěn)定多層分級結構及其關鍵技術研究[D];哈爾濱工程大學;2009年

8 郭瑋;分級結構納米材料液相制備及性能研究[D];南開大學;2014年

9 葛俊;牙釉質和骨的分級結構和納米力學性能研究[D];清華大學;2005年

10 盛文軍;Si/ZnO微納分級光陽極結構制備工藝研究[D];華中科技大學;2014年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 李玲;分級結構α-Fe_2O_3之微結構調控及性能[D];天津理工大學;2015年

2 任海深;分級結構勃姆石復合材料制備與吸附性能研究[D];重慶理工大學;2015年

3 張曉磊;多孔分級結構AlOOH的無模板水熱制備及吸附性能研究[D];重慶理工大學;2015年

4 王超;球形分級結構的新型制備方法、形成機理及其在染料敏化太陽能電池中的應用[D];南京大學;2014年

5 朱藝紅;仿生制備金屬氧化物微納分級結構及其性能研究[D];河南大學;2015年

6 焦楊;α-Fe_2O_3微納米分級結構材料的制備及其光催化和電化學性質研究[D];哈爾濱師范大學;2015年

7 王益良;分級結構多孔碳及其衍生物的超級電容性能研究[D];浙江理工大學;2016年

8 趙岳五;分級結構碲的可控合成、表征及應用[D];溫州大學;2012年

9 谷建民;水熱法合成單晶三氧化二鐵分級結構及光催化性質的研究[D];東北師范大學;2010年

10 劉紅艷;生物分級結構磁電氧化物的制備及性能研究[D];上海交通大學;2013年

  本文關鍵詞：分級結構多孔碳及其衍生物的超級電容性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：426426