隨著化石能源的不斷消耗和溫室效應(yīng)的日益嚴(yán)重,新型清潔可再生能源的開發(fā)已迫在眉睫。但由于風(fēng)能、太陽能和生物能等清潔能源受環(huán)境影響嚴(yán)重,需要開發(fā)高效的清潔能源儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)換裝置。因此,環(huán)境友好、功率密度高、循環(huán)壽命長的超級(jí)電容器受到的人們的廣泛關(guān)注。碳基材料因具有比表面積大、化學(xué)和電化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、導(dǎo)電性佳、活性位點(diǎn)豐富等特點(diǎn)被認(rèn)為是理想的超級(jí)電容器電極材料之一。但是,傳統(tǒng)的電極材料制備方法無法對(duì)材料的孔結(jié)構(gòu),雜原子種類和含量等進(jìn)行精確調(diào)控。本文利用簡單高效的主客體摻雜方式,引入N、O、P、F等雜原子,可極大改善材料的電化學(xué)性能。此外,從分子設(shè)計(jì)出發(fā),以共價(jià)鍵的方式將N、O雜原子引入到多孔網(wǎng)絡(luò)材料中,并優(yōu)化聚合工藝,對(duì)材料的孔結(jié)構(gòu)和雜原子含量進(jìn)行有效調(diào)控,進(jìn)而探索微觀結(jié)構(gòu)對(duì)宏觀電化學(xué)性能的影響。具體研究內(nèi)容如下:（1）從分子設(shè)計(jì)出發(fā),合成單體4,4′-（4-oxophthalazine-1,3（4 H）-diyl）dibenzonitrile（OPDN）,通過離子熱聚合法（600℃）,將N、O雜原子以共價(jià)鍵方式引入到聚合物材料中,制得N、O雜原子均勻分布的多孔網(wǎng)絡(luò)（Multi-heteroato... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
引言
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 超級(jí)電容器簡介
    1.2 超級(jí)電容器分類
        1.2.1 雙電層電容器
        1.2.2 法拉第電容器
        1.2.3 混合型電容器
    1.3 材料性質(zhì)對(duì)電化學(xué)性能的影響
        1.3.1 比表面積
        1.3.2 孔徑分布
        1.3.3 表面官能團(tuán)
    1.4 雙電層電容器電極材料
        1.4.1 活性炭
        1.4.2 模板法炭
        1.4.3 碳納米管
        1.4.4 石墨烯
        1.4.5 活性炭纖維
    1.5 本論文選題依據(jù)及研究內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及原料
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備
    2.3 表征手段
        2.3.1 傅里葉變換紅外光譜法（FT-IR）
        2.3.2 熱失重分析法（TGA）
1H-NMR）">        2.3.3 核磁共振氫譜（¹H-NMR）
        2.3.4 元素分析（EA）
        2.3.5 氮?dú)馕摳剑˙ET、DFT）
        2.3.6 掃描電子顯微鏡（SEM）
        2.3.7 透射電子顯微鏡（TEM）
        2.3.8 X射線衍射（XRD）
        2.3.9 X射線光電子能譜分析（XPS）
        2.3.10 接觸角測試
    2.4 電性能測試及計(jì)算方法
        2.4.1 循環(huán)伏安測試（CV）
        2.4.2 恒流充放電測試（GC）
        2.4.3 交流阻抗測試（EIS）
    2.5 電極材料的制備
3 N,O,P,F共摻雜超級(jí)電容器電極材料的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 單體OPDN的合成
        3.2.2 多種雜原子摻雜的多孔網(wǎng)絡(luò)材料MHCFs@600 的合成
        3.2.3 f-MHCFs@600 的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 單體OPDN的表征
        3.3.2 MHCFs@600和f-MHCFs@600 的表征
        3.3.3 f-MHCFs@600和MHCFs@600 的電化學(xué)性能研究
    3.4 本章小結(jié)
4 本征摻雜N、O雜原子的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在超級(jí)電容器中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 單體TIDN的合成
        4.2.2 p-TIDN的合成
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 單體TIDN的表征
        4.3.2 p-TIDN的表征
        4.3.3 p-TIDN電極材料的電化學(xué)性能研究
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
論文情況
參與項(xiàng)目
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
碩士論文
[1]超級(jí)電容器用新型氮雜環(huán)多孔有機(jī)聚合物電極材料的研究[D]. 李林飛.大連理工大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3147760