基于炭基材料表面惰性無法與電解液形成有效浸潤的問題,采用雜原子摻雜法、表面電化學(xué)接枝法、相轉(zhuǎn)化嵌段共聚物遷移法等方法制備不同的炭基電極材料及進(jìn)行表面改性,提升炭材料在電解液中的浸潤性,主要內(nèi)容如下:(1)雜原子摻雜法:以生物質(zhì)柚皮作為前驅(qū)體,磷酸氫二氨(DHP)作為浸漬劑,經(jīng)高溫炭化過程制備炭微米片材料。通過調(diào)控DHP的添加量進(jìn)一步調(diào)節(jié)材料的孔徑結(jié)構(gòu)和比表面積,同時(shí)摻雜氮磷原子,研究DHP用量對炭微米片材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:通過DHP浸漬處理柚皮和隨后的炭化過程成功的合成了多孔層疊炭微米片材料。當(dāng)DHP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時(shí),經(jīng)過DHP處理制備的炭材料具有高的表面積、窄的孔徑分布和分層互連的薄微觀框架,氮原子和磷原子有效的摻雜到炭材料骨架中,提升了炭材料的電化學(xué)性能。(2)表面電化學(xué)接枝法:以互通多孔炭材料(IPC)作為基底,借助于電化學(xué)誘導(dǎo)引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(SI-e ATRP)技術(shù)在IPC表面嫁接不同的聚合物分子刷,制備一種類水母狀的炭基材料。探究嫁接不同的聚合物分子刷對炭材料表面性質(zhì)及電化學(xué)性能的影響,不同電解液環(huán)境對嫁接同種聚合物分子刷炭材料表面性質(zhì)以及電化學(xué)...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器概述
        1.2.1 超級電容器的發(fā)展?fàn)顩r
        1.2.2 超級電容器的分類及儲能機(jī)理
        1.2.3 超級電容器的結(jié)構(gòu)組成
    1.3 超級電容器炭電極材料
    1.4 炭電極材料的表面改性
        1.4.1 對儲能器件性能的影響
        1.4.2 常用的改性方法
    1.5 課題的提出及研究內(nèi)容
        1.5.1 課題的研究意義及提出
        1.5.2 課題的研究內(nèi)容
第2章 柚皮炭化法制備氮磷雙摻雜的活性炭材料
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 化學(xué)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.2 活性炭材料的制備
        2.2.3 材料的結(jié)構(gòu)和成分表征
        2.2.4 測試電極的制備
        2.2.5 電極材料的電化學(xué)性能測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 活性炭電極材料的制備過程
        2.3.2 活性炭電極材料的結(jié)構(gòu)和成分表征
        2.3.3 活性炭電極材料的電化學(xué)性能
    2.4 本章小結(jié)
第3章 SI-eATRP法可控制備親水性炭電極材料
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 化學(xué)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.2 材料合成實(shí)驗(yàn)過程
        3.2.3 材料的結(jié)構(gòu)和成分表征
        3.2.4 電極的制備
        3.2.5 電極材料的電化學(xué)性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 IPC-Ploymer的制備流程和機(jī)理
        3.3.2 炭電極材料的結(jié)構(gòu)和成分表征
        3.3.3 炭電極材料的表面浸潤性和電化學(xué)性能
        3.3.4 炭電極材料在不同電解液中的電化學(xué)性能
    3.4 本章小結(jié)
第4章 兩親性嵌段共聚物修飾的柔性炭膜電極
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 化學(xué)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器
        4.2.2 兩親性嵌段共聚物及活性炭柔性膜電極的制備
        4.2.3 測試電極的制備
        4.2.4 材料的結(jié)構(gòu)和成分表征
        4.2.5 電極材料的電化學(xué)性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 兩親性嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 柔性炭膜電極的結(jié)構(gòu)與成分表征
        4.3.3 柔性炭膜電極材料的電化學(xué)性能
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 A 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號：3817037