多孔碳及其復(fù)合材料的合成及超級(jí)電容器性能研究
本文關(guān)鍵詞:多孔碳及其復(fù)合材料的合成及超級(jí)電容器性能研究
更多相關(guān)文章: 多孔碳材料 二氧化錳 氫氧化鎳 靜電紡絲 超級(jí)電容器
【摘要】:本文以合成多孔碳及其復(fù)合材料為主旨,研究其在超級(jí)電容器方面的應(yīng)用。分別采用了靜電紡絲、水熱等方法合成了多孔碳纖維、多孔碳纖維@二氧化錳以及多孔碳纖維@二氧化錳@氫氧化鎳復(fù)合電極材料。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)以酚醛樹(shù)酯為碳源,聚乙烯吡咯烷酮為粘合劑及輔助碳源,嵌段共聚物P123及正硅酸乙酯為造孔劑,利用靜電紡絲法合成了一系列具有高比表面積的多孔碳纖維材料,其比表面積可達(dá)2095 m2 g-1。分別對(duì)不同的投料比例的多孔碳纖維進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試,當(dāng)電流密度為0.5 A g-1時(shí),其比容量可達(dá)252 F g-1。多孔碳纖維作為電極材料表現(xiàn)出優(yōu)異比電容性能和良好的可循環(huán)性能。(2)利用簡(jiǎn)單的水熱合成法制備多孔碳纖維@二氧化錳復(fù)合材料。高錳酸鉀經(jīng)多孔碳纖維處理還原后得到多孔碳纖維@二氧化錳復(fù)合材料。當(dāng)電流密度為0.5A g-1時(shí)多孔碳纖維@二氧化錳纖維復(fù)合材料電極的比容量可達(dá)520 F g-1。在4000圈后,它的循環(huán)性能為90%,說(shuō)明多孔碳纖維@二氧化錳復(fù)合材料電極具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。(3)通過(guò)簡(jiǎn)單的水熱方法合成一種Ni(OH)2納米片包裹多孔碳纖維@二氧化錳復(fù)合材料,當(dāng)電流密度為0.5 A g-1時(shí)其比容量可達(dá)2005 F g-1。并利用6 M KOH溶液作為電解液設(shè)計(jì)了一種新型的高能量密度非對(duì)稱超級(jí)電容器。該電容器具有能量密度高達(dá)44.9 Wh kg-1,良好的循環(huán)穩(wěn)定性和優(yōu)異的電化學(xué)性能。
【關(guān)鍵詞】:多孔碳材料 二氧化錳 氫氧化鎳 靜電紡絲 超級(jí)電容器
【學(xué)位授予單位】:哈爾濱師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:TQ127.11;TM53
【目錄】:
- 摘要9-10
- Abstract10-11
- 第1章 緒論11-21
- 1.1 超級(jí)電容器的概述11-14
- 1.1.1 超級(jí)電容器構(gòu)成11-12
- 1.1.2 超級(jí)電容器原理12-14
- 1.1.3 超級(jí)電容器應(yīng)用14
- 1.2 電極材料14-19
- 1.2.1 碳基電極材料15-17
- 1.2.2 金屬氧化物/氫氧化物電極材料17-18
- 1.2.3 復(fù)合電極材料18-19
- 1.3 本課題選題的意義、目的和主要研究?jī)?nèi)容19-21
- 1.3.1 本課題的選題意義、目的19
- 1.3.2 本課題的主要研究?jī)?nèi)容19-21
- 第2章合成具有超高比表面積的多孔碳纖維及超級(jí)電容器性能研究21-30
- 2.1 引言21
- 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器設(shè)備21-22
- 2.2.1 主要試劑21-22
- 2.2.2 主要儀器22
- 2.3 實(shí)驗(yàn)部分22-23
- 2.3.1 酚醛樹(shù)脂的合成22-23
- 2.3.2 多孔碳纖維的合成23
- 2.3.3 電化學(xué)性能的測(cè)試23
- 2.4 結(jié)果和討論23-29
- 2.4.1 樣品的結(jié)構(gòu)表征23-27
- 2.4.2 電化學(xué)性能27-29
- 2.5 本章小結(jié)29-30
- 第3章 PCNFs@MnO_2復(fù)合材料的合成及超級(jí)電容器性能研究30-41
- 3.1 引言30-31
- 3.2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器設(shè)備31
- 3.2.1 主要試劑31
- 3.2.2 主要儀器31
- 3.3 實(shí)驗(yàn)部分31-32
- 3.3.1 多孔碳纖維@二氧化錳31-32
- 3.3.2 電化學(xué)性能32
- 3.4 結(jié)果和討論32-40
- 3.4.1 樣品的結(jié)構(gòu)表征32-36
- 3.4.2 電化學(xué)性能36-40
- 3.5 本章小結(jié)40-41
- 第4章 CF@MnO2@Ni(OH)_2 復(fù)合材料的合成及超級(jí)電容器性能研究41-54
- 4.1 引言41-42
- 4.2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器設(shè)備42-43
- 4.2.1 主要試劑42
- 4.2.2 主要儀器設(shè)備42-43
- 4.3 實(shí)驗(yàn)部分43
- 4.3.1 多孔碳纖維@二氧化錳復(fù)合材料的合成43
- 4.3.2 電化學(xué)性能測(cè)試43
- 4.4 結(jié)果和討論43-53
- 4.4.1 樣品的結(jié)構(gòu)表征43-49
- 4.4.2 電化學(xué)性能49-53
- 4.5 本章小結(jié)53-54
- 結(jié)論54-55
- 參考文獻(xiàn)55-66
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文66-68
- 致謝68
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本文編號(hào):791659
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