本文關(guān)鍵詞：二氧化錳超級(jí)電容器電極材料的制備及表征，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：二氧化錳作為超級(jí)電容器電極材料具有與Ru02相似的電容特性,同時(shí)Mn02還具有資源豐富、價(jià)格低廉、對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn),越來(lái)越受到廣大研究者的重視。MnO2材料的制備方法很多,但是大多數(shù)的制備方法條件都比較苛刻,受溫度和壓強(qiáng)的限制。本文采用簡(jiǎn)單易行的液相沉淀法制備納米MnO2電極材料,該法是在常壓、低溫、無(wú)分散劑的條件下進(jìn)行的。采用XRD、SEM、循環(huán)伏安法和恒流充放電測(cè)試對(duì)材料進(jìn)行表征。主要研究?jī)?nèi)容如下： 研究了羧甲基纖維素、熱處理溫度對(duì)MnO2電極材料的物理特性及電化學(xué)性能的影響。添加羧甲基纖維素的Mn02材料的內(nèi)阻較大,循環(huán)穩(wěn)定性變差,電極比容量減小對(duì)MnO2進(jìn)行300℃和400℃的熱處理后材料的晶型結(jié)構(gòu)有所改變,Mn02材料的電化學(xué)性能得到改善。尤其在300℃下熱處理后的MnO2具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性,表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能。 通過(guò)液相沉淀法制備出摻雜Cr的Mn02復(fù)合材料,并研究了K2Cr2O7的摻雜量、回流時(shí)間以及還原劑對(duì)復(fù)合材料的影響。研究結(jié)果表明：K2Cr207的摻雜量和回流時(shí)間均對(duì)復(fù)合材料的物理性質(zhì)和電化學(xué)性能有影響。隨著Cr的摻雜量和回流時(shí)間的增加,Mn02復(fù)合材料由納米球狀逐漸生長(zhǎng)成納米線結(jié)構(gòu),該納米線直徑約為80nm,長(zhǎng)度約為0.5-2μm。當(dāng)摻雜量為10%(相對(duì)KMnO4的質(zhì)量)、回流時(shí)間為0.5h時(shí),MnO2復(fù)合材料成納米球結(jié)構(gòu),比表面積最大,表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能。在0.5mol/L Na2SO4溶液中,當(dāng)電流密度為1.5A/g時(shí),比容量仍可達(dá)129F/g,是未摻雜材料比容量的兩倍多。 通過(guò)液相沉淀法制備出摻雜Sn的MnO2復(fù)合材料,并研究了Sn的摻雜量對(duì)復(fù)合材料的影響。XRD和SEM測(cè)試結(jié)果表明摻雜引起了材料形貌的改變。摻雜后MnO2復(fù)合材料為納米球狀,直徑約50～100nm。當(dāng)Mn:Sn的摩爾比為100：2.5時(shí),MnO2復(fù)合材料具有較好的高倍率性能。在1mol/L KOH溶液中,0.5A/g的電流密度下,復(fù)合材料的比電容為287F/g,大于未摻雜的比容量(101F/g),在1A/g的電流密度下比電容仍可達(dá)183F/g,電化學(xué)性能均優(yōu)于其他電極。
【關(guān)鍵詞】：超級(jí)電容器 二氧化錳 電極 納米棒
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：O614.711
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 引言10-11
• 1 文獻(xiàn)綜述11-31
• 1.1 超級(jí)電容器的儲(chǔ)能機(jī)理及分類11-15
• 1.1.1 雙電層電容器11-13
• 1.1.2 法拉第電容器13-14
• 1.1.3 混合超級(jí)電容器14-15
• 1.2 超級(jí)電容器的特點(diǎn)及用途15-16
• 1.2.1 超級(jí)電容器的特點(diǎn)15-16
• 1.2.2 超級(jí)電容器的用途16
• 1.3 超級(jí)電容器的研究狀況與前景16-18
• 1.3.1 超級(jí)電容器的研究狀況16-18
• 1.3.2 超級(jí)電容器的前景18
• 1.4 超級(jí)電容器電極材料的研究現(xiàn)狀18-23
• 1.4.1 碳材料19-20
• 1.4.2 金屬氧化物材料20-22
• 1.4.3 導(dǎo)電聚合物材料22-23
• 1.5 MnO_2電極材料的研究23-30
• 1.5.1 MnO_2的結(jié)構(gòu)23-25
• 1.5.2 MnO_2在超級(jí)電容器中的反應(yīng)機(jī)理25-27
• 1.5.3 MnO_2電極材料的制備27-29
• 1.5.4 MnO_2電極材料的改性29-30
• 1.6 本文的研究目的及內(nèi)容30-31
• 1.6.1 研究目的30
• 1.6.2 研究?jī)?nèi)容30-31
• 2 實(shí)驗(yàn)方法與原理31-39
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器31-32
• 2.2 材料的物性表征32-33
• 2.2.1 X射線衍射32-33
• 2.2.2 掃描電子顯微鏡33
• 2.3 材料的電化學(xué)性能表征33-39
• 2.3.1 循環(huán)伏安法33-37
• 2.3.2 恒流充放電法37-39
• 3 液相沉淀法制備MnO_2材料及其電化學(xué)性能39-49
• 3.1 添加劑對(duì)MnO_2電極材料的影響39-43
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)部分39-40
• 3.1.2 結(jié)果與討論40-43
• 3.2 熱處理對(duì)MnO_2電極材料的影響43-48
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)部分43-44
• 3.2.2 結(jié)果與討論44-48
• 3.3 本章小結(jié)48-49
• 4 Cr摻雜MnO_2超級(jí)電容器電極材料的研究49-68
• 4.1 K_2Cr_2O_7的量對(duì)MnO_2電極材料的影響49-54
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)部分49
• 4.1.2 結(jié)果與討論49-54
• 4.2 回流時(shí)間對(duì)MnO_2/Cr電極材料的影響54-60
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)部分54-55
• 4.2.2 結(jié)果與討論55-60
• 4.3 還原劑對(duì)MnO_2/Cr電極材料的影響60-63
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)部分60
• 4.3.2 結(jié)果與討論60-63
• 4.4 電解液對(duì)MnO_2電化學(xué)性能的影響63-67
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)部分63-64
• 4.4.2 結(jié)果與討論64-67
• 4.5 本章小結(jié)67-68
• 5 Sn摻雜MnO_2超級(jí)電容器電極材料的研究68-76
• 5.1 Sn摻雜對(duì)MnO_2電極材料的影響68-73
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)部分68
• 5.1.2 結(jié)果與討論68-73
• 5.2 掃描速率對(duì)MnO_2電化學(xué)性能的影響73
• 5.3 電流密度對(duì)MnO_2電化學(xué)性能的影響73-74
• 5.4 本章小結(jié)74-76
• 結(jié)論76-78
• 參考文獻(xiàn)78-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況84-85
• 致謝85-86

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 陳玲;二氧化錳—聚苯胺納米復(fù)合材料的制備與電化學(xué)性能[D];大連理工大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：二氧化錳超級(jí)電容器電極材料的制備及表征，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：254855