在科技蓬勃發(fā)展的二十一世紀,人們對于能源的依賴越來越強,迫切需要發(fā)展能量轉換和存儲的新技術,這種技術需要具有高穩(wěn)定性,成本低廉,環(huán)保等優(yōu)點,所以廣大研究人員不斷探索,促使該領域獲得了快速發(fā)展。在本研究中,利用聚（丙烯胺鹽酸鹽）（PAH）修飾的還原氧化石墨烯以及聚丙烯酸（PAA）制備（PAA/PAH-rGO）自組裝薄膜,并在此薄膜上負載氫氧化鈷（Co（OH）₂）,獲得具有高電容性能和高催化效率,成本低廉的（PAA/PAH-rGO）x-Co（OH）₂電極材料。主要開展了如下工作:（1）利用PAH修飾的還原氧化石墨烯以及PAA,使用層層自組裝的方法制備（PAA/PAH-rGO）自組裝薄膜,并在此薄膜上利用恒電流法進行Co（OH）₂的電沉積,獲得（PAA/PAH-rGO）x-Co（OH）₂柔性電極材料。研究發(fā)現(xiàn),增加LbL的層數(shù),延長電沉積時間,都可以提升樣品的電化學性能,其中使用LbL和恒電流電沉積相結合的插層法（LbL-CP-LbL）,使用Co（NO₃）₂作為... 

【文章來源】：中國地質大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

超級電容器的組成和結構(LeeSW,2011)

第1章緒論4是由于二者儲能原理的本質所決定的。但是EDLC也有FPC無法比擬的優(yōu)勢，比如FPC通過劇烈的氧化還原儲能，但是這個反應會對電解質和活性電極材料造成損耗，所以FPC的循環(huán)使用壽命不如EDLC長(ShiH.1996;ZhuY,2011;PechD,2010)。圖1-2EDLC和FPC原理(SimonP,2014)1.2.3超級電容器的電極1.2.3.1碳材料在目前的研究中，EDLC經常使用碳材料作為電極材料，這是因為碳材料的的含量大，加工工藝簡單，比表面積大，導電性好，而且沒有毒性，同時還具有很高的化學穩(wěn)定性和寬泛的工作溫度(OgoshiT,2015)。最近一段時間經常被報道的碳材料包括石墨烯，活性炭(AC)，碳納米管(CNTs)等。AC的比表面積通常大于2000m2/g，經過測試得知，AC材料在水溶液中的比電容可以達到200F/g，即使在水中也能達到100F/g的高電容，所以AC非常適合用作EDLC的電極(FrackowiakE.,2007)。然而AC的孔徑分布從0.3-100nm不等，沒有在一個有序的范圍內，因此在AC材料的內部，微孔、中孔和大孔隨機連接，比電容的增加也并不線性，沒有規(guī)律可循(LiuHJ,2011;ZhouH,2003;ChmiolaJ,2006)。碳納米管(CNTs)因為導電性和穩(wěn)定性好，也可以作為EDLC的電極(F.Pico,2004)。但是CNTs的比電容遠不如AC，在有機電解質中僅為30F/g(E.

中國地質大學（北京）工程碩士學位論文7圖1-3柔性電子系統(tǒng)關鍵的相關領域和基礎材料(NathanA,2012)1.3電催化反應及其催化劑隨著全球能源需求的不斷增長，加上化石燃料的逐漸枯竭和環(huán)境的不斷惡化，刺激了人們對風能、太陽能等可再生能源的迫切需求(ChuS,2012;JiaoY,2015;ReierT,2017;ZhangP,2018;ZhangP,2019,郭亞肖,2017;李昊亮,2013)。然而，這些可持續(xù)的能源通常是間歇性的，供需之間存在時間差。因此，為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的能源格局，需要大量的能源轉換和存儲技術，如將太陽能和風能產生的電能轉化為氫燃料的水電解技術、具有極高的能量密度和低成本、環(huán)保的未來新型電池(LuXF,2019;ZhangM,2018;DrespS,2016)。氧氣析出反應(OER)、氧還原反應(ORR)和氫氣析出反應(HER)等催化反應，動力學十分緩慢，嚴重阻礙了這些能量轉換和儲存系統(tǒng)的發(fā)展(LuXF,2019;HuX,2020;LuXF,2019;LuXF,2019)。特別是OER，它可以應用于多種能源轉換和存儲技術，作為最具挑戰(zhàn)性的難題之一，在過去的幾十年里引起了人們的極大關注。當前的工業(yè)水平上的電催化劑高度依賴于貴金屬催化劑，特別是在酸性條件下。但是，貴金屬基電催化劑成本高昂，地殼儲量低和相的穩(wěn)定性相對較差，極大地阻礙了其大規(guī)模商業(yè)化(KasianO,2018;WuZP,2020;HuynhM,2015)。通常貴金屬基電催化劑無法在酸性條件下工作。但是最近的一些研究表明，催化劑可以在中性和酸性條件下催化OER，例如氧化錳(HuynhM,2015)、金屬磷酸鹽和硼酸鹽(KananMW,2008;ChenP,2016)等。在堿性條件下，某些非貴金屬基電催化劑能夠以顯著的催化性能催化OER，

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]CoP/RGO復合材料的制備及結構性能研究[J]. 李俊莉,楊玉琴,皇甫鑫強,陳選欣.  化工新型材料. 2019(11)
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[5]鈷鹽陰離子基團對Co-N-C催化劑電催化活性的影響[J]. 夏藝萌,吳帥,譚豐,李衛(wèi),魏清茂,閔春剛,楊喜昆.  材料導報. 2018(03)



本文編號：3412192