本文關(guān)鍵詞：多孔壁石墨納米籠合成及其在超級電容器中應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 碳材料 石墨化 摻雜 超級電容器 電化學(xué)

【摘要】：用于超級電容電池電極的碳材料需要超高的比表面積來提供比電容,高石墨化程度提高電極的使用壽命,抗腐蝕能力,但是一個碳納米材料樣品難以在同時具有高石墨化和超高比表面積性能。針對上述問題,本研究提出一種新型多孔石墨的制備方法：具有多孔壁結(jié)構(gòu)的石墨納米籠通過部分去除植入石墨層碳原子間的摻雜模版獲得。首先通過熱裂解制備得到炭包鐵核殼結(jié)構(gòu)前驅(qū)體。在石墨納米籠的石墨外殼通過熱裂解制備的同時,引入摻雜原子部分置換掉碳原子形成摻雜結(jié)構(gòu)。前驅(qū)體經(jīng)過鹽酸酸洗除鐵得到摻雜石墨納米籠。通過空氣氧化部分除去摻雜模版開孔,多孔壁結(jié)構(gòu)的石墨納米籠被制備出來。石墨納米籠的比表面積與介孔孔容大幅提高(890 vs. 620 m2 g-1;1.91 vs. 1.01 cm3 g-1)導(dǎo)致當(dāng)充放電電流密度為0.1 A g-1時,以該材料比電容由開空前297 F g-1上升到355 Fg-1。說明摻雜模版移除開孔法是一種有效制備超級電容器高性能電極材料的手段。
【關(guān)鍵詞】：碳材料 石墨化 摻雜 超級電容器 電化學(xué)
【學(xué)位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11;TM53
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-24
• 1.1 超級電容器概述9-13
• 1.1.1 超級電容器的儲能原理9-11
• 1.1.2 超級電容器的特點11-12
• 1.1.3 超級電容器的應(yīng)用12-13
• 1.1.4 超級電容器的發(fā)展13
• 1.2 碳材料在超級電容器中的應(yīng)用13-22
• 1.2.1 零維碳材料在超級電容器中的應(yīng)用16-18
• 1.2.2 一維碳材料在超級電容器中的應(yīng)用18-20
• 1.2.3 二維碳材料在超級電容器中的應(yīng)用20-22
• 1.3 本課題研究的意義22-23
• 1.4 本課題的研究內(nèi)容23-24
• 1.4.1 制備含特定摻雜結(jié)構(gòu)的石墨納米籠23
• 1.4.2 制備超高比表面積多孔壁石墨納米籠23
• 1.4.3 多孔壁石墨納米籠作為超級電容器電極材料的研究23-24
• 第2章 實驗藥品儀器和實驗測試方法24-30
• 2.1 實驗藥品和儀器設(shè)備24-26
• 2.1.1 實驗藥品24-25
• 2.1.2 儀器設(shè)備25-26
• 2.2 實驗測試方法26-30
• 2.2.1 材料的結(jié)構(gòu)與形貌表征26-27
• 2.2.2 電化學(xué)表征27-30
• 第3章 多孔壁石墨納米籠的制備30-39
• 3.1 前言30-31
• 3.2 實驗部分31
• 3.2.1 多孔壁石墨納米籠前驅(qū)體的合成31
• 3.2.2 硫摻雜石墨納米籠的制備31
• 3.2.3 高比表面積多孔壁石墨納米籠的制備31
• 3.3 實驗結(jié)果與分析31-38
• 3.3.1 XRD與TEM表征31-33
• 3.3.2 SEM表征33-34
• 3.3.3 XPS及氮吸附/脫附表征34-37
• 3.3.4 多孔壁石墨納米形成機(jī)理分析37-38
• 3.4 本章結(jié)論38-39
• 第4章 多孔壁石墨納米籠的電化學(xué)性能表征39-51
• 4.1 前言39
• 4.2 實驗部分39-40
• 4.2.1 電極制備39
• 4.2.2 扣式超級電容器的組裝39-40
• 4.2.3 電化學(xué)測試40
• 4.3 實驗結(jié)果與分析40-50
• 4.3.1 未開孔的硫摻雜石墨納米籠的電化學(xué)性能表征40-43
• 4.3.2 多孔壁石墨納米籠的電化學(xué)性能表征43-47
• 4.3.3 扣式超級電容器的電化學(xué)性能表征47-50
• 4.4 本章結(jié)論50-51
• 第5章 結(jié)論51-52
• 參考文獻(xiàn)52-57
• 致謝57-58
• 碩士期間發(fā)表的論文58
• 碩士期間申請的專利58

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