新世紀的到來,化石燃料消耗導致了能源危機與環(huán)境污染,這便使得新能源如水能、風能、太陽能、潮汐能等受到專家學者的廣泛關(guān)注與研究,專家學者們致力于用新能源替代化石燃料。然而新能源的輸出形式并不穩(wěn)定,如何儲存能源是重中之重。儲能裝置中其中之一的超級電容器,它具有體積小,充放電時間短,功率密度高等優(yōu)勢,將能量儲存為電能,清潔環(huán)保,是受廣泛關(guān)注的儲能器件。目前,電極材料直接影響著超級電容器的電化學性能,碳基材料、金屬氧化物材料和導電高分子材料是超級電容器的電極材料的主要材料。經(jīng)過專家學者的反復研究,單一的某種材料并不能制備出適用于各種場合的超級電容器,而通過材料之間的相互復合則可以制備出整體性能優(yōu)異的電極材料。本課題以此為基礎(chǔ),通過選取碳基材料中的石墨烯為基底材料,通過附著二氧化錳以改善材料的性能,之后進一步進行摻雜Sn,以期大大提高材料的比電容。氧化石墨烯通過改進的Hummers法制備,選取尿素為還原劑制備石墨烯。通過改變反應物比例、反應溫度和反應時間研究制備工藝的對材料組織性能的影響。通過對材料進行組織表征和電化學分析發(fā)現(xiàn),制備的石墨烯為薄紗片層褶皺狀結(jié)構(gòu),在氧化石墨烯與尿素質(zhì)量比為1:30... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：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
    1.3 超級電容器電極材料
        1.3.1 碳基材料
        1.3.2 金屬氧化物材料
        1.3.3 導電高分子材料
    1.4 研究目的及內(nèi)容與創(chuàng)新
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究內(nèi)容與創(chuàng)新
第2章 實驗材料與方法
    2.1 實驗所需藥品與所需儀器設(shè)備
    2.2 實驗方法及材料制備
    2.3 材料性能表征
        2.3.1 掃描電子顯微鏡測試
        2.3.2 X射線衍射測試
    2.4 材料電化學性能表征
        2.4.0 工作電極制備
        2.4.1 循環(huán)伏安測試
        2.4.2 恒流充放電測試
        2.4.3 交流阻抗測試
第3章 石墨烯的制備與工藝研究
    3.1 引言
    3.2 石墨烯的制備方法
    3.3 反應物比例對石墨烯的影響
    3.4 反應溫度對石墨烯的影響
    3.5 反應時間對石墨烯的影響
    3.6 石墨烯的表征與性能分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 石墨烯/二氧化錳材料制備與工藝研究
    4.1 引言
    4.2 石墨烯/二氧化錳復合材料制備方法
    4.3 反應物比例對石墨烯/二氧化錳復合材料的影響
    4.4 反應溫度對石墨烯/二氧化錳復合材料的影響
    4.5 反應時間對石墨烯/二氧化錳復合材料的影響
    4.6 石墨烯/二氧化錳復合材料的表征與性能分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 Sn摻雜石墨烯/二氧化錳材料制備工藝研究
    5.1 引言
    5.2 Sn摻雜石墨烯/二氧化錳材料制備方法
    5.3 反應物比例對Sn摻雜石墨烯/二氧化錳材料的影響
    5.4 反應時間對Sn摻雜石墨烯/二氧化錳材料的影響
    5.5 Sn摻雜石墨烯/二氧化錳復合材料的表征與性能分析
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3163652