電化學(xué)電容器,也稱超級(jí)電容器,具有快速充放電、循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)。電極材料是提高超級(jí)電容器性能的關(guān)鍵因素之一,開發(fā)導(dǎo)電性好、比表面積大以及電化學(xué)活性高的新型納米復(fù)合材料是超級(jí)電容器電極材料研究的重要的方向。純碳基電極材料導(dǎo)電性能良好,機(jī)械強(qiáng)度大,化學(xué)穩(wěn)定性好,然而本身不具備氧化還原活性,僅依賴雙電層電容進(jìn)行電荷存儲(chǔ);過渡金屬氧化物作為超級(jí)電容器的電極材料,自身具有良好的氧化還原活性,然而導(dǎo)電性差,且在充放電過程中易發(fā)生體積的膨脹與收縮,影響其電化學(xué)穩(wěn)定性。為了克服上述不足,本文將過渡金屬氧化物與部分石墨化碳材料相結(jié)合,以期制備出能充分發(fā)揮兩種材料協(xié)同效應(yīng)的部分石墨化碳/過渡金屬氧化物復(fù)合納米材料。本文采用甲殼胺作為碳源前體并作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑引導(dǎo)類水滑石的生長(zhǎng),制備甲殼胺/類水滑石（CTS/LDHs）復(fù)合材料,經(jīng)高溫煅燒后甲殼胺可轉(zhuǎn)化為部分石墨化碳,氮原子的原位摻雜對(duì)碳材料進(jìn)行表面改性,增強(qiáng)了其表面潤(rùn)濕性能,還可以在碳材料表面生成更多的空位和缺陷,為氧化還原反應(yīng)提供更多的活性位點(diǎn)。類水滑石經(jīng)惰性氣氛煅燒轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì),高溫條件下,金屬單質(zhì)可充分發(fā)揮對(duì)碳材料的催化石... 

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 超級(jí)電容器
        1.1.1 超級(jí)電容器簡(jiǎn)介
        1.1.2 超級(jí)電容器分類
        1.1.3 超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)
        1.1.4 超級(jí)電容器電極工作原理
            1.1.4.1 雙電層超級(jí)電容器工作原理
            1.1.4.2 贗電容器工作原理
        1.1.5 超級(jí)電容器的電極材料和電解質(zhì)
            1.1.5.1 雙電層電容器電極材料
            1.1.5.2 贗電容器電極材料
            1.1.5.3 電解質(zhì)
    1.2 類水滑石
        1.2.1 類水滑石簡(jiǎn)介
        1.2.2 LDHs常用合成方法
            1.2.2.1 共沉淀法
            1.2.2.2 水熱法
            1.2.2.3 離子交換法
            1.2.2.4 焙燒還原法
            1.2.2.5 溶膠一凝膠法
    1.3 碳/LDHs或LDOs復(fù)合材料
    1.4 甲殼胺及氮摻雜碳
        1.4.1 甲殼胺簡(jiǎn)介
        1.4.2 氮摻雜碳電極材料
            1.4.2.1 氮摻雜對(duì)碳材料物理、化學(xué)性質(zhì)的影響
            1.4.2.2 氮在碳材料中的基本存在形式
            1.4.2.3Ｎ摻雜對(duì)碳材料電化學(xué)性能的影響
    1.5 電化學(xué)性能測(cè)試方法
        1.5.1 循環(huán)伏安法（CV）
        1.5.2 恒電流充放電
    1.6 選題目的和意義
第二章 共沉淀法制備LDHs及其煅燒產(chǎn)物性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑與儀器
            2.2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
            2.2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.2 復(fù)合材料制備
        2.2.3 部分石墨化碳/過渡金屬氧化物(PGC/TMOs)納米復(fù)合物制備
        2.2.4 結(jié)構(gòu)與形貌表征
        2.2.5 電極的制作
        2.2.6 電化學(xué)性能測(cè)試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 XRD
        2.3.2 拉曼光譜與高分辨透射電鏡（HRTEM）表征
        2.3.3 比表面積與孔徑分布
        2.3.4 SEM形貌觀測(cè)與元素分析
    2.4 電化學(xué)性能表征
        2.4.1 循環(huán)伏安曲線
        2.4.2 恒電流充放電(galvanostatic charge discharge, GCD)
        2.4.3 倍率特性與循環(huán)穩(wěn)定性
    2.5 小結(jié)
第三章 溶劑蒸發(fā)法制備CTS/MN-NO_3膜及其煅燒產(chǎn)物性能測(cè)定
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑及儀器
            3.2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
            3.2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.2 甲殼胺/硝酸鹽復(fù)合膜制備
        3.2.3 部分石墨化碳/過渡金屬氧化物N-PGC/TMOs納米復(fù)合物制備
        3.2.4 納米復(fù)合物電極制作
        3.2.5 結(jié)構(gòu)與形貌表征
        3.2.6 電化學(xué)性能測(cè)試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 XRD
        3.3.2 拉曼光譜
        3.3.3 比表面積與孔徑分布
        3.3.4 SEM形貌觀測(cè)與元素分析
    3.4 電化學(xué)性能表征
        3.4.1 循環(huán)伏安曲線
        3.4.2 恒電流充放電
        3.4.3 倍率特性與循環(huán)穩(wěn)定性
    3.5 小結(jié)
第四章 冷凍干燥法制備三維結(jié)構(gòu)甲殼胺/雙金屬硝酸鹽復(fù)合物（3D-CTS/MN-NO_3）及其煅燒產(chǎn)物性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑及儀器
            4.2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
            4.2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        4.2.2 甲殼胺/硝酸鹽復(fù)合三維結(jié)構(gòu)復(fù)合材料制備
        4.2.3 部分石墨化碳/過渡金屬氧化物N-PGC/TMOs納米復(fù)合物制備
        4.2.4 納米復(fù)合物電極制作
        4.2.5 結(jié)構(gòu)與形貌表征
        4.2.6 電化學(xué)性能測(cè)試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 XRD
        4.3.2 拉曼光譜
        4.3.3 比表面積與孔徑分布
        4.3.4 SEM形貌觀測(cè)與元素分析
    4.4 電化學(xué)性能表征
        4.4.1 循環(huán)伏安曲線
        4.4.2 恒電流充放電
        4.4.3 倍率特性與循環(huán)穩(wěn)定性
    4.5 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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