含Ni層狀雙金屬氫氧化物（LDHs）理論比電容高、儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉,是一類重要的電極材料。但是,LDHs導(dǎo)電性差,在實(shí)際儲(chǔ)能時(shí)往往出現(xiàn)性能快速衰減、穩(wěn)定性差等問(wèn)題。本文選取三種含鎳（Ni-Al、Ni-Co和Ni-Mn）LDHs為研究對(duì)象,分別與納米碳材料復(fù)合,原位構(gòu)筑LDHs包覆碳的核殼結(jié)構(gòu),作為新型超級(jí)電容器電極材料。本論文工作主要如下:1.用微波輔助法將Ni-Al LDHs與氧化石墨烯（GO）復(fù)合制備二維核殼結(jié)構(gòu)的Ni-Al LDHs/GO復(fù)合材料,并研究組分比例對(duì)形貌、微結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。隨后,分別用微波法和熱還原法將GO還原為還原氧化石墨烯（rGO）,研究?jī)煞NNi-Al LDHs/rGO復(fù)合材料的電容性能。結(jié)果表明,Ni-Al LDHs/rGO復(fù)合材料的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能比Ni-Al LDHs/GO優(yōu)異,熱還原法獲得的LDHs/rGO性能最佳。并首次以碳納米管（CNTs）表面生長(zhǎng)的γ-Al2O3為鋁源,原位生長(zhǎng)Ni-Al LDHs,同時(shí)對(duì)其形貌、結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。2.以CNTs為結(jié)構(gòu)支撐,通過(guò)共沉淀法在其表面沉積Ni-Co LDHs和Ni-Co羥基氧化物... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１超級(jí)電容器組成示意圖

１９２４年，Ｓｔｅｍ汲取前兩種理論模型的合理部分，提出雙電層靜電模型。??Ｓｔｅｒｎ認(rèn)為，雙電層由緊密層和分散層組成，即金屬表面為緊密層，而溶液界面??則為分散層，如圖１．２ｃ所示。這個(gè)摸型被后人稱為Ｓｔｅｍ模型或ＧＣＳ模型，是??目前科學(xué)界普遍比較接受的雙電層理論模型。??ｉｉ±ｉ??Ｄｉｆｆｕｓｅ?ｌ＊ｙｅｒ?Ｂｕｌｋ?ｌａｙｅｒ??￥３＊?＃????｜?、辦?＼ＣＳ）?Ｓ�！�??Ｉｐ??Ｓｔｅｒｎ?ｌａｙｅｒ?ｓｔｅｒｎ?ｐｌａｎｅ?Ｄｉｆｆｕｓｅ?ｌａＹｅｒ?Ｂｕｌｋ?ｌａｙｅｒ??圖１．２雙電層理論模型１１］：?（ａ）?Ｈｅ丨ｍｈｏｌｔｚ模型，（ｂ）Ｇｏｕｙ－Ｃｈａｐｍａｎ楔型，（ｃ）?Ｓｔｅｍ模型??Ｆｉｇ．?１．２?Ｍｏｄｅｌｓ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｄｏｕｂｌｅ?ｌａｙｅｒ：?（ａ）?ｔｈｅ?Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ?ｍｏｄｅｌ，?（ｂ）?ｔｈｅ?Ｇｏｕｙ－Ｃｈａｐｍａｎ??ｍｏｄｅｌ?ａｎｄ?（ｃ）?ｔｈｅ?Ｓｔｅｍ?ｍｏｄｅｌ．??雙電層電容器正是基于Ｓｔｅｍ模型發(fā)展起來(lái)的。如圖１．３所示，在電容器充??電時(shí)，電解液中的正負(fù)離子在外電場(chǎng)的作用下定向移動(dòng)，分別向負(fù)極和正極迀移，??在電極與電解液界面形成正負(fù)電荷層，這兩個(gè)電荷層叫做雙電層。在電容器放電??時(shí)，電荷的雙電層排列被打破，電解液中正負(fù)離子迀移到溶液中

?料發(fā)生的高度可逆化學(xué)吸附／脫附或氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)電荷存儲(chǔ)的“準(zhǔn)電容”體系。??這類贗電容材料主要包括ＲｕＯｘ［３］，ＭｎＯｘ［４］以及一些導(dǎo)電聚合物。如圖１．３，充電時(shí)，??電解液中活性離子首先在外電場(chǎng)作用下擴(kuò)散遷移至電極材料與電解液界面處，再??通過(guò)可逆化學(xué)反應(yīng)進(jìn)入電極材料體相中。放電時(shí)，體相中離子通過(guò)逆向反應(yīng)回到??電解液中，存儲(chǔ)的電荷則通過(guò)外電路形成電流，從而放電。整個(gè)過(guò)程既包括雙電??層電荷存儲(chǔ)，也包括電解液中離子與材料體相發(fā)生的法拉第反應(yīng)，能量存儲(chǔ)量遠(yuǎn)大??于雙電層電容。??Ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ??Ｐｓｅｕｄｏｃａｐａｃｉｔｏｒｓ?ＥＤＬＣｓ??６）?Ｃｒ??＾？一?Ｌ?１??￣?Ｋｊ？如－？ｄ??Ｉ??ＩＩ?Ｋ；??ｅ￣?ｅ￣??■＇?■；?ｆｃ：：ｒ｜??？?－？？?？和?ｉ??＞Ｌｏｗ?Ｃ＇ａｐａｃｉｔａｉｉｃｅ??＞Ｈｉ〇ｈ?Ｒａｔｅ??圖１．３超級(jí)電容器儲(chǔ)能機(jī)理示意圖??Ｆｉｇ．１．３?Ｅｎｅｒｇｙ?ｓｔｏｒａｇｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ．??１．２．３超級(jí)電容器電極材料研究進(jìn)展??１．２．３．１碳材料??碳材料含量豐富、易制備、無(wú)毒、工作溫度范圍廣，是最早也是目前研究和??應(yīng)用最廣的超級(jí)電容器電極材料，具有成本低、比表面積高、孔隙結(jié)構(gòu)豐富、電??４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Carbon nanotubes for supercapacitors:Consideration of cost and chemical vapor deposition techniques[J]. Chao Zheng,Weizhong Qian,Chaojie Cui,Guanghui Xu,Mengqiang Zhao,Guili Tian,Fei Wei Department of Chemical Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China.  Journal of Natural Gas Chemistry. 2012(03)

博士論文
[1]層狀雙氫氧化物（LDHs）復(fù)合材料的構(gòu)建及光催化性能研究[D]. 黃柱堅(jiān).華南理工大學(xué) 2014
[2]基于碳納米管、層狀雙氫氧化物的聚合物納米復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 黃舒.復(fù)旦大學(xué) 2011
[3]層狀雙金屬氫氧化物催化生長(zhǎng)碳基材料及其電化學(xué)性能研究[D]. 張璐.北京化工大學(xué) 2010
[4]鈷鋁雙氫氧化物層狀材料的制備、表征及電容性能研究[D]. 蘇凌浩.南京航空航天大學(xué) 2009
[5]層狀雙金屬氫氧化物及氧化物的可控制備和應(yīng)用研究[D]. 趙蕓.北京化工大學(xué) 2002

碩士論文
[1]鈷鋁雙金屬氫氧化物的制備及電容性能研究[D]. 房繼紅.浙江大學(xué) 2013
[2]納米層狀雙氫氧化物的制備及其電容性能研究[D]. 柏志君.天津大學(xué) 2008
[3]Sb/LDHs催化劑及層狀雙氫氧化物結(jié)構(gòu)記憶性研究[D]. 劉媛.南京工業(yè)大學(xué) 2004



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