發(fā)布時(shí)間：2017-06-29 10:25

  本文關(guān)鍵詞：特殊形貌納米釩氧化物的水熱合成及其超電容性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為了解決日益嚴(yán)峻的能源緊缺與環(huán)境污染問題,人們在不斷嘗試開發(fā)新型的高功率、高能量能源存儲及轉(zhuǎn)換裝置。而超級電容器由于具有比化學(xué)電池更高的功率密度和更長的循環(huán)壽命,以及比傳統(tǒng)電容器更高的比能量,被認(rèn)為是新一代主要儲能裝置之一。釩氧化物由于具有層狀結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)在近些年備受關(guān)注。本文共合成了三種納米釩氧化物,并通過X射線衍射分析,紅外光譜,拉曼光譜等對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,通過掃描電鏡及透射電鏡對產(chǎn)物的形貌進(jìn)行分析。具體結(jié)果如下：以V_2O_5及葡萄糖為原料,通過水熱法一步合成了具有核-殼結(jié)構(gòu)的碳包覆V02(B),V02(B)/C復(fù)合材料由內(nèi)部的V02(B)晶體和外面包覆的無定形的有機(jī)碳構(gòu)成,材料形貌為納米帶狀。通過循環(huán)伏安法和恒電流充放電法對產(chǎn)物的電化學(xué)性能進(jìn)行測定。結(jié)果表明,材料具有良好的電容性能(189 F·g-1),較高的能量密度(178.4 W·h·kg-1)和功率密度(2525.9 W·k-1),以及良好的氧化還原反應(yīng)可逆性。材料的含碳量越高,其初始電容量越低,但循環(huán)穩(wěn)定性提高。以VO_2(B)/C為原料,通過煅燒得到純相V2O5。研究了煅燒溫度和煅燒時(shí)間對材料電化學(xué)性能的影響。其初始電容量高達(dá)385 F·g-1,對應(yīng)的功率密度和能量密度分別為231.7 W·h·kg-1及1980 W·kg-’。研究了煅燒溫度和時(shí)間對產(chǎn)物電容性能的影響。以V_2O_5,H_2O_2以及LiOH為主要原料,通過溫和的水熱法及煅燒處理合成純相的具有層狀結(jié)構(gòu)的LiV3O8納米片。對其電化學(xué)性能進(jìn)行了測定,其初始電容量達(dá)到288F·g-1,在循環(huán)100次后剩余電容量為98 F.g-1。
【關(guān)鍵詞】：釩氧化物 超級電容器 核殼結(jié)構(gòu) 水熱反應(yīng) 納米材料
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ135.11;TM53
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-23
• 1.1 超級電容器概述10-12
• 1.1.1 超級電容器的特點(diǎn)10-11
• 1.1.2 超級電容器的應(yīng)用11-12
• 1.2 超級電容器儲能機(jī)理及分類12-15
• 1.2.1 雙電層電容器12-13
• 1.2.2 贗電容器13-14
• 1.2.3 混合型超級電容器14-15
• 1.3 超級電容器用電解液15-16
• 1.3.1 水系電解液15-16
• 1.3.2 有機(jī)電解液16
• 1.4 釩氧化合物概述16-21
• 1.4.1 五氧化二釩17
• 1.4.2 二氧化釩17-19
• 1.4.3 釩氧化物超級電容器的研究進(jìn)展19-21
• 1.5 選題目的及意義21-23
• 2 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器與表征方法23-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和設(shè)備23-24
• 2.2 樣品表征24
• 2.2.1 結(jié)構(gòu)及成分表征24
• 2.2.2 形貌表征24
• 2.3 電化學(xué)測試方法24-26
• 2.3.1 工作電極的制備24
• 2.3.2 循環(huán)伏安法24-25
• 2.3.3 恒電流充放電法25-26
• 3 VO_2(B)/C復(fù)合材料的合成及電容性能研究26-41
• 3.1 VO_2(B)/C復(fù)合材料的合成26-27
• 3.2 VO_2(B)/C復(fù)合材料的表征27-32
• 3.2.1 結(jié)構(gòu)表征27-30
• 3.2.2 形貌表征30-32
• 3.3 電化學(xué)性質(zhì)測定32-40
• 3.3.1 電壓區(qū)間的選擇32-33
• 3.3.2 循環(huán)伏安測試分析33-34
• 3.3.3 恒電流充放電測試分析34-36
• 3.3.4 循環(huán)穩(wěn)定性分析36-37
• 3.3.5 碳含量對產(chǎn)物電化學(xué)性能的影響37-38
• 3.3.6 反應(yīng)時(shí)間對產(chǎn)物電化學(xué)性能的影響38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4. V2O_5的合成及其電化學(xué)性能的測定41-54
• 4.1 V_2O_5的合成41
• 4.2 V_2O_5的表征41-47
• 4.2.1 結(jié)構(gòu)表征41-45
• 4.2.2 形貌表征45-47
• 4.3 V_2O_5的電化學(xué)性質(zhì)47-53
• 4.3.1 電壓區(qū)間的選擇47-48
• 4.3.2 循環(huán)伏安測試分析48-49
• 4.3.3 恒電流充放電測試分析49-50
• 4.3.4 循環(huán)穩(wěn)定性分析50-52
• 4.3.5 煅燒條件對產(chǎn)物電化學(xué)性能的影響52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 5. LiV_3O_8的合成及電化學(xué)性質(zhì)的測定54-60
• 5.1 LiV_3O_8的合成與表征54-57
• 5.1.1 LiV_3O_8的合成54
• 5.1.2 LiV_3O_8的表征54-57
• 5.2 電化學(xué)性質(zhì)的測定57-59
• 5.2.1 電壓區(qū)間的選擇57-58
• 5.2.2 電化學(xué)性能的測定58-59
• 5.3 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況68-69
• 致謝69-70

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