本文關(guān)鍵詞：嵌段共聚物負載含釩離子及其炭化氮化制備高性能超級電容器電極材料的研究

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【摘要】：相比較于種類豐富和電化學性能優(yōu)良的超級電容器用正極材料,對負極材料的研究相對較少。對于超級電容器器件來說,單電極材料性能的優(yōu)異,并不能滿足器件整體的需求,這就使得對其負極材料的研究,顯得尤為迫切。據(jù)此,本課題提出了制備過渡金屬氮化物/炭材料的復合物電容器負極材料的新的合成方法。經(jīng)過實驗分析,得到如下結(jié)論:1)以PAA-b-PAN-b-PAA為聚合物前軀體,以PAA鏈段為離去鏈段和負載鏈段,在DMF和H_2O環(huán)境下,使聚合物發(fā)生自組裝同時負載VO_3-,在氨氣氮氣混合氣體氛圍下高溫燒結(jié),制備原位量子點氮化釩@碳納米球復合材料。制備的復合材料相比較于傳統(tǒng)高溫制備的VN材料,具有優(yōu)異的電化學性能。系統(tǒng)的研究了不同比例的VO_3-對復合物材料性能的影響,總結(jié)了造成良好電化學性能的原因。其中包括,離去鏈段在高溫條件下,還充當了緩釋鏈段的作用,這使得所制備的復合材料具有更多的電化學反應位點。且PAA鏈段在高溫下炭化,并不能完全離去,會有部分的殘?zhí)?適量的殘?zhí)繉τ谧鳛闅C構(gòu)的氮化釩納米粒子具有保護作用,使得復合材料具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。在該工作中,復合物材料的最高容量為119.2F/g,計算VN貢獻的容量可以達到229.7F/g,而在循環(huán)5000圈后,容量保持率仍可以達到65.4%。2)以PAN-b-PDMC-b-PAN為聚合物前軀體,以PDMC鏈段做離去鏈段和負載鏈段,在DMSO和H_2O條件下,使聚合物自組裝形成骨架結(jié)構(gòu),在骨架結(jié)構(gòu)表面成功負載VO_3-。在同樣的氣體氛圍和環(huán)境溫度的條件下,復合物前軀體形成VN/C復合物。該復合物由于更為良好的空間結(jié)構(gòu),呈現(xiàn)出更為優(yōu)異的電化學性能。一方面是物質(zhì)的容量進一步提高,復合物材料的容量可以達到195.7F/g,而計算VN貢獻的容量可以高達587.1F/g。另一方面,循環(huán)穩(wěn)定性進一步提高,在恒流充放電5000圈后,容量保持率仍可以達到75%。
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O646.54;TM53

【參考文獻】

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本文編號：1301779