黑磷的理論比容量達(dá)到2596 mAh/g,僅次于硅材料,而受到越來越多的研究者關(guān)注。但是因其材料本身的一些特性,比如膨脹系數(shù)高,易被氧化,在應(yīng)用領(lǐng)域受到了很多的限制。因此本文利用在黑磷表面反應(yīng)以及與其他導(dǎo)電高分子復(fù)合將其應(yīng)用在超級(jí)電容器和二次電池。其結(jié)論如下:（1）磷烯的制備采用電化學(xué)陰極剝離。電化學(xué)制備的黑磷烯沒有被氧化、結(jié)構(gòu)完整、少層、尺寸大小為微米級(jí)別、可大規(guī)模制備,能夠應(yīng)用于各種領(lǐng)域。（2）磷烯單獨(dú)作為電極材料易發(fā)生材料膨脹。利用磷烯與活性電解質(zhì)的作用,制備了磷烯為負(fù)極的超級(jí)電容器。碘離子的氧化還原反應(yīng)發(fā)生在磷烯與電解液形成的界面,而不是離子進(jìn)入磷烯層間。相比于傳統(tǒng)的活性炭,在同等條件下進(jìn)行了的電化學(xué)測試,其提高了比電容、能量密度以及循環(huán)穩(wěn)定性。當(dāng)電流密度為250mA/g時(shí),比電容達(dá)到3181.5F/g,是活性炭的1.5倍。在電流密度為125 mA/g,比能量密度達(dá)到203.7 Wh/kg。（3）聚苯胺鋅離子電池存在著比容量低、循環(huán)穩(wěn)定性差等問題。通過原位聚合的方法得到了磷烯/聚苯胺復(fù)合電極材料,保護(hù)了磷烯,使其不被氧化,磷烯的存在增加了聚苯胺的比表面。加入磷烯后,電池最高比容... 

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 黑磷的結(jié)構(gòu)
    1.3 黑磷的特殊性質(zhì)
        1.3.1 可調(diào)帶隙
        1.3.2 生物相容性
        1.3.3 導(dǎo)電性和載流子遷移率
        1.3.4 環(huán)境穩(wěn)定性
    1.4 黑磷烯的制備
        1.4.1 機(jī)械剝離
        1.4.2 液相剝離
        1.4.3 電化學(xué)剝離
    1.5 黑磷的應(yīng)用
        1.5.1 濕度和氣體傳感器
        1.5.2 光電探測器
        1.5.3 生物醫(yī)藥
        1.5.4 能源存儲(chǔ)
    1.6 研究內(nèi)容和意義
        1.6.1 研究意義
        1.6.2 研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 表征手段
        2.2.1 掃描電子顯微鏡
        2.2.2 透射電子顯微鏡
        2.2.3 X射線衍射
        2.2.4 光電子能譜
        2.2.5 原子力顯微鏡
        2.2.6 拉曼光譜
    2.3 超級(jí)電容器和聚苯胺鋅離子電池的測試
        2.3.1 循環(huán)伏安法(CV)
        2.3.2 交流阻抗(EIS)
        2.3.4 恒流充放電(GCD)
第三章 黑磷烯的電化學(xué)制備
    3.1 引言
    3.2 磷烯的電化學(xué)剝離
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 黑磷的剝離機(jī)理
        3.3.2 磷烯的AFM分析
        3.3.3 黑磷與磷烯的SEM圖比較
        3.3.4 磷烯P6與P8樣品的TEM
        3.3.5 磷烯的XPS分析
        3.3.6 磷烯的拉曼譜圖分析
        3.3.7 磷烯的XRD分析
        3.3.8 磷烯的剝離速率研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 磷烯作為超級(jí)電容器的負(fù)極的電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 電極的制備
    4.3 電化學(xué)性能研究
    4.4 小結(jié)
第五章 聚苯胺/黑磷烯復(fù)合電極在聚合物鋅離子電池中的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 聚苯胺/黑磷烯復(fù)合材料的制備
    5.3 極片制作與電池組裝
    5.4 結(jié)果分析與討論
        5.4.1 XRD分析
        5.4.2 Raman分析
        5.4.3 SEM分析
        5.4.4 聚合物鋅離子電池的電化學(xué)性能分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 聚噻吩基復(fù)合電極在活性電解質(zhì)中的電化學(xué)性能研究
    6.1 引言
    6.2 電極材料的制備
        6.2.1 多壁碳納米管(MWCNTs)的改性
        6.2.2 電極片的制備
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 SEM分析
        6.3.2 XRD分析
        6.3.3 電化學(xué)性能分析
    6.4 小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研成果
作者及導(dǎo)師簡介
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]二維黑磷物理性質(zhì)及化學(xué)穩(wěn)定性的研究進(jìn)展[J]. 賈蕾,雷天民.  材料導(dǎo)報(bào). 2018(07)

碩士論文
[1]二維黑磷納米片的制備與分散性研究[D]. 張玉勤.北京化工大學(xué) 2018
[2]磷酸釩鈉正極在水系電池中的電化學(xué)性能研究[D]. 張欣欣.青島科技大學(xué) 2018
[3]電動(dòng)汽車鋅聚苯胺電池特性及應(yīng)用研究[D]. 呂遠(yuǎn).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3704247