本文關鍵詞：腐植酸基層次孔炭電極材料的制備及電化學性能

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【摘要】：超級電容器是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間的新型儲能裝置,電極是決定其電化學性能的關鍵。本文以腐植酸為前驅體,KOH為活化劑,在較低的堿炭比下以一定溫度進行活化,制備腐植酸基層次孔炭材料。由于腐植酸前驅體的高含氧量,所制備的層次孔炭含氧量也非常高。這些含氧官能團在負載金屬氧化物時,與其相互作用,非常有利于金屬氧化物的均勻負載。本文將MnO2嫁接在多孔炭上,制備成復合電極材料。運用SEM、TEM、XRD、低溫液氮吸附等手段,系統(tǒng)考察了活化工藝條件對腐植酸基層次孔炭材料結構的影響。詳細分析了腐植酸的活化過程,研究了腐植酸基層次孔炭孔結構形成機理。同時,對腐植酸基層次孔炭材料的電化學性能及儲能機理進行了探討。腐植酸基層次孔炭電極具有很好的電容特性,在水系電解液和有機電解液中比電容最大可分別達到189和118 F g-1。同時,電極具有很好的倍率性能和循環(huán)性能。利用乙醇的還原性將高錳酸鉀還原并均勻負載在腐植酸基層次孔炭上,制備的層次孔炭/MnO2復合材料仍然保持著層次孔結構。制備成電極時,比電容得到很大的提高,具有很好的電化學性能。
【關鍵詞】：超級電容器 腐植酸 層次孔炭 復合材料 電化學性能
【學位授予單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB33
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-28
• 1.1 引言10-12
• 1.2 超級電容器儲能機理12-17
• 1.2.1 雙電層儲能機理（EDLCs）12-15
• 1.2.2 法拉第電容器儲能機理15-17
• 1.3 超級電容器的性能17-18
• 1.4 電解液18-21
• 1.5 隔膜21
• 1.6 炭基電極材料21-24
• 1.6.1 活性炭21-23
• 1.6.2 模板炭23-24
• 1.7 課題的提出、目的和意義24-25
• 1.8 主要研究內(nèi)容25-28
• 2 實驗方案28-38
• 2.1 實驗原料及儀器設備28-29
• 2.2 制備工藝29-31
• 2.2.1 技術路線29-30
• 2.2.2 層次孔炭的制備30-31
• 2.3 層次孔炭材料的表征方法31-32
• 2.4 電極材料的制備32
• 2.5 超級電容器的組裝32-33
• 2.6 超級電容器電化學性能測試方法33-36
• 2.6.1 恒流充放電測試33-34
• 2.6.2 循環(huán)伏安測試34
• 2.6.3 交流阻抗34-35
• 2.6.4 漏電流測試35-36
• 2.6.5 自放電測試36
• 2.7 本章小結36-38
• 3 腐植酸基層次孔炭的制備與微觀結構表征38-50
• 3.1 引言38-39
• 3.2 層次孔炭的制備39-41
• 3.3 SX腐植酸基層次孔炭的孔結構41-44
• 3.4 NM腐植酸基層次孔炭的孔結構44-45
• 3.5 層次孔形成機理45-48
• 3.6 本章小結48-50
• 4 腐植酸基層次孔炭電極材料的電化學性能50-62
• 4.1 引言50
• 4.2 SX腐植酸基層次孔炭的電化學性能50-57
• 4.2.1 KOH電解液體系50-54
• 4.2.2 Et_4NBF_4/PC電解液體系54-57
• 4.3 NM腐植酸基層次孔炭的電化學性能57-60
• 4.3.1 KOH電解液體系57-58
• 4.3.2 Et_4NBF_4/PC電解液體系58-60
• 4.4 本章小結60-62
• 5 層次孔炭/MnO_2復合材料的制備及其電化學性能62-80
• 5.1 引言62
• 5.2 層次孔炭/MnO_2復合材料的制備62-63
• 5.3 XRD、紅外、TEM測試分析63-66
• 5.4 孔結構分析66-67
• 5.5 電化學性能分析67-78
• 5.5.1 KOH電解液體系67-72
• 5.5.2 Et_4NBF_4/PC電解液體系72-75
• 5.5.3 H_2SO_4電解液體系75-78
• 5.6 本章小結78-80
• 6 結論80-81
• 本文的創(chuàng)新點81-82
• 參考文獻82-88
• 作者簡介88-90
• 學位論文數(shù)據(jù)集90

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本文編號：693187