本文關(guān)鍵詞：分級結(jié)構(gòu)多孔碳及其衍生物的超級電容性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超級電容器作為一種新型高效的能量儲存和轉(zhuǎn)化裝置,擁有能量密度/功率密度高,充放電速度快,循環(huán)壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于電動汽車,內(nèi)存?zhèn)浞菹到y(tǒng),小型電子產(chǎn)品和能源管理系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域。根據(jù)儲能機(jī)理的不同,超級電容器可分成兩大類:雙電層電容器和贗電容器。雙電層電容器通過在電極和電解液相接觸的界面上形成雙電層來儲存能量,他具有良好的導(dǎo)電性和出色的循環(huán)性能。贗電容器借助法拉第氧化還原反應(yīng)儲存能量,具有異常高的比電容值,然而循環(huán)穩(wěn)定性相對較差。常見的雙電層電容器電極材料主要由各類多孔碳材料組成,其方便易得,質(zhì)輕,化學(xué)穩(wěn)定性好和環(huán)保等多種優(yōu)點(diǎn)使之得到了廣泛的應(yīng)用。商業(yè)化的活性炭具有大的比表面積,但由于孔徑以微孔為主,導(dǎo)致電解液離子無法順利地通過,大量內(nèi)表面上的活性位點(diǎn)得不到利用,嚴(yán)重限制了其電容性能。介孔具有適宜的孔徑和相對較高的比表面積。大孔結(jié)構(gòu)有利于離子的擴(kuò)散,然而低的比表面積又成為其一大軟肋。因此設(shè)計(jì)合成具有高的比表面積,優(yōu)越多孔性的分級結(jié)構(gòu)多孔碳電極材料正成為研究的熱點(diǎn)。本論文以分級結(jié)構(gòu)多孔碳材料為研究對象,采用不同的方法制備了一系列具有高比表面積,均一孔徑分布和高的孔容的分級結(jié)構(gòu)多孔碳及其衍生物材料。同時(shí),運(yùn)用SEM、TEM、N2吸附-脫附等手段對分級結(jié)構(gòu)多孔碳材料的性質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,并借助電化學(xué)工作站研究了其超級電容性能。具體的研究內(nèi)容如下:1、以葡萄糖為碳源通過水熱法制得葡萄糖碳球,再借助ZnCl_2活化處理得到擁有發(fā)達(dá)孔結(jié)構(gòu)的多孔碳球。以上述多孔碳球?yàn)槟０?填充進(jìn)Ni(NO3)2,經(jīng)高溫煅燒除模板后得到擁有高比表面積和優(yōu)越孔隙的多孔NiO電極材料,并研究了其超級電容性能。2、以酚醛樹脂球?yàn)樘荚?ZnCl_2為活化劑經(jīng)過一步高溫碳化/活化處理,制備得到具有高比表面積、均一介孔孔徑和較大孔容的介孔活性碳納米球,并研究了其質(zhì)量比電容,倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性等電化學(xué)性能。3、以葡萄糖為碳源,三聚氰胺為氮源和發(fā)泡劑,經(jīng)高溫吹制得到微米級別的片狀碳材料,再采用KOH活化進(jìn)行造孔,最后得到具有分級的微孔/介孔結(jié)構(gòu),高比表面積、孔容的氮元素?fù)诫s的碳納米片材料,并分別考察了其在三電極體系和兩電極體系的電化學(xué)性質(zhì)。
【關(guān)鍵詞】：超級電容器 碳材料 分級結(jié)構(gòu) ZnCl_2活化 氮摻雜碳材料
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM53;TQ127.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-26
• 1.1 引言9-10
• 1.2 超級電容器概述10-15
• 1.2.1 超級電容器的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 超級電容器的工作原理和分類11-14
• 1.2.3 超級電容器的組成和特點(diǎn)14-15
• 1.3 分級結(jié)構(gòu)多孔碳材料概述15-18
• 1.3.1 分級結(jié)構(gòu)多孔碳材料的特性和定義15-17
• 1.3.2 分級結(jié)構(gòu)多孔碳材料的制備17-18
• 1.3.3 分級結(jié)構(gòu)多孔的衍生物材料18
• 1.4 本文的工作目的及意義18-20
• 1.4.1 本論文研究的目的和意義18-19
• 1.4.2 本論文研究的內(nèi)容19-20
• 參考文獻(xiàn)20-26
• 第二章 多孔氧化鎳電極材料的硬模板法制備及其表征26-36
• 2.1 引言26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分26-28
• 2.2.1 主要試劑及儀器26-27
• 2.2.2 多孔氧化鎳電極材料的硬模板法制備27-28
• 2.2.3 測試與表征28
• 2.2.4 電化學(xué)測試28
• 2.3 結(jié)果與討論28-33
• 2.3.1 多孔氧化鎳電極材料表征28-30
• 2.3.2 多孔氧化鎳電極材料電化學(xué)性能測試30-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 參考文獻(xiàn)34-36
• 第三章 介孔活性碳納米球的制備及其超級電容性能研究36-52
• 3.1 引言36-37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分37-39
• 3.2.1 主要試劑及儀器37
• 3.2.2 間苯二酚甲醛樹脂納米球的制備37-38
• 3.2.3 介孔活性碳納米球材料的制備38
• 3.2.4 材料表征38
• 3.2.5 介孔活性碳納米球材料的超級電容性能測試38-39
• 3.3 結(jié)果與討論39-47
• 3.3.1 介孔活性碳納米球材料的制備及表征39-42
• 3.3.2 介孔活性碳納米球材料的超級電容性能研究42-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 參考文獻(xiàn)48-52
• 第四章 氮摻雜的活性炭納米片電極材料制備及活性測試52-73
• 4.1 引言52-54
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分54-56
• 4.2.1 主要試劑及儀器54
• 4.2.2 氮摻雜碳納米片的制備54
• 4.2.3 氮摻雜的活性炭納米片電極材料制備54-55
• 4.2.4 材料測試及表征55
• 4.2.5 氮摻雜的活性炭納米片電極材料超級電容性能測試55-56
• 4.3 結(jié)果與討論56-66
• 4.3.1 氮摻雜的活性炭納米片的表征56-60
• 4.3.2 氮摻雜的活性炭納米片電極材料的超電容研究60-66
• 4.4 本章小結(jié)66-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 第五章 總結(jié)73-74
• 致謝74-75
• 碩士期間論文發(fā)表情況75

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