本文關(guān)鍵詞：非計量碳化鈦衍生碳的微觀結(jié)構(gòu)及其電化學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：碳化物衍生碳（Carbide derived carbon，簡稱CDC）是利用碳化物晶格為模板，通過選擇性蝕刻將碳化物中金屬或非金屬元素去除，而獲得的一種具有多種碳納米結(jié)構(gòu)的新型碳材料。CDC在多種領(lǐng)域存在潛在應(yīng)用價值，尤其是作為超級電容器電極材料，不同的碳結(jié)構(gòu)對電容性能影響巨大，而碳化物中碳體積濃度對其衍生碳的結(jié)構(gòu)有很大影響。本文用機械合金化（MA）法，球墨不同比例的Ti和TiC混合粉末來制備不同碳體積濃度的非計量碳化鈦，通過氯氣蝕刻法在分別在600、800、1000oC制備非計量碳化鈦衍生碳（TiCx-CDC），取得了理想的碳結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的電化學(xué)性能；再將TiCx-CDC進行化學(xué)插層，進一步提高了電化學(xué)性能。 通過X射線衍射、拉曼光譜對TiCx-CDC進行了結(jié)構(gòu)表征，研究了TiCx-CDC的微觀結(jié)構(gòu)隨x的變化規(guī)律。結(jié)果表明，在x從1變化到0.56這一逐漸減小的過程中，TiCx-CDC的有序度不斷提高。 將TiCx-CDC置于三電極體系，分別在KOH和H2SO4電解液中進行電化學(xué)測試，觀察、分析TiCx-CDC的循環(huán)伏安曲線、交流阻抗圖譜。結(jié)果表明，在x從1變化到0.56這一逐漸減小的過程中，比電容呈減小的趨勢，最大值為142.2F/g。 將TiC0.71-CDC和TiC0.56-CDC進行化學(xué)插層后分別在KOH和H2SO4電解液中進行循環(huán)伏安和交流阻抗圖譜測試。結(jié)果表明，經(jīng)化學(xué)插層后，TiC0.71-CDC-H1、TiC0.71-CDC-H2、 TiC0.71-CDC-H3在堿電解液中比電容較插層前增長，其中TiC0.71-CDC-H1的比電容最高，為222.8F/g，而在酸性電解液中比電容較插層前變差；經(jīng)化學(xué)插層后，TiC0.56-CDC-H1、TiC0.56-CDC-H2、TiC0.56-CDC-H3在堿、酸性電解液中的比電容較插層前呈增大趨勢，，其中TiC0.56-CDC-H3在堿性電解液中的比電容最高，為221.7F/g。
【關(guān)鍵詞】：非計量碳化鈦衍生碳 超級電容器 機械合金化
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：O613.71
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 碳化物衍生碳概述11-16
• 1.1.1 碳化物衍生碳結(jié)構(gòu)特征11-13
• 1.1.2 碳化物衍生碳制備方法13-15
• 1.1.3 碳化物衍生碳的應(yīng)用15-16
• 1.2 超級電容器概述16-20
• 1.2.1 超級電容器工作原理17-18
• 1.2.2 超級電容器的結(jié)構(gòu)18-19
• 1.2.3 超級電容器的電極材料19-20
• 1.3 碳化物衍生碳超級電容性能的影響因素20-22
• 1.3.1 比表面積21
• 1.3.2 孔徑分布21
• 1.3.3 表面官能團21-22
• 1.3.4 導(dǎo)電性22
• 1.4 論文研究內(nèi)容22-23
• 第2章 實驗方法23-35
• 2.1 材料的表征技術(shù)23-26
• 2.1.1 X 射線衍射光譜23
• 2.1.2 拉曼光譜術(shù)23-24
• 2.1.3 掃描電子顯微鏡24
• 2.1.4 電化學(xué)測試技術(shù)24-26
• 2.2 TiCx 的制備26-31
• 2.2.1 機械合金化（MA）簡介26-28
• 2.2.2 MA 制備 TiCx28-29
• 2.2.3 TiCx 的掃描電鏡分析29-30
• 2.2.4 TiCx 的 X 射線衍射分析30-31
• 2.3 TiCx CDC 的制備31-32
• 2.4 TiCx CDC 的化學(xué)插層32-33
• 2.5 實驗器材33-35
• 第3章 TiCx CDC 的微觀結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能研究35-49
• 3.1 TiCx CDC 的微觀結(jié)構(gòu)研究35-39
• 3.1.1 X 射線衍射分析35-36
• 3.1.2 TiCx 中碳的偏聚36-37
• 3.1.3 拉曼光譜分析37-39
• 3.2 TiCx CDC 在 KOH 電解液中的電化學(xué)性能研究39-44
• 3.2.1 循環(huán)伏安測試分析39-43
• 3.2.2 交流阻抗測試分析43-44
• 3.3 TiCx CDC 在 H2SO4電解液中電化學(xué)性能研究44-47
• 3.3.1 循環(huán)伏安測試分析44-46
• 3.3.2 交流阻抗測試分析46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 第4章 TiCx CDC 經(jīng)化學(xué)插層后的電化學(xué)性能研究49-60
• 4.1 TiCx CDC 經(jīng)化學(xué)插層后在 KOH 電解液中電化學(xué)性能研究49-55
• 4.1.1 TiC0.71 CDC 經(jīng)化學(xué)插層后的電化學(xué)性能研究49-52
• 4.1.2 TiC0.56 CDC 經(jīng)化學(xué)插層后的電化學(xué)性能研究52-55
• 4.2 TiCx CDC 經(jīng)化學(xué)插層后在 H2SO4電解液中的電化學(xué)性能研究55-58
• 4.2.1 循環(huán)伏安測試分析55-57
• 4.2.2 交流阻抗測試分析57-58
• 4.3 本章小結(jié)58-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻61-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果68-69
• 致謝69-70
• 作者簡介70

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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  本文關(guān)鍵詞：非計量碳化鈦衍生碳的微觀結(jié)構(gòu)及其電化學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：349745