【摘要】：能源與環(huán)境是可持續(xù)性發(fā)展的關(guān)鍵,超級電容器作為新一代儲能裝置因具有充放電速度快、功率密度大、循環(huán)性能好、綠色環(huán)保等優(yōu)異性能而備受關(guān)注。三維材料因具有高比表面積,良好導電性,電荷快速傳輸特性等優(yōu)點而廣泛應用于超級電容器領(lǐng)域。本論文以氧化石墨烯(GO)、甲醛(F)、間苯二酚(R)為原料,通過水熱合成得到厚度可控的三維炭/還原氧化石墨烯復合納米片(CGS);以KOH為活化劑,采用化學活化法對制備的CGS進行處理,得到具有層次孔結(jié)構(gòu)的三維炭/還原氧化石墨烯納米片(KACGS)。通過SEM,TEM,XRD,Raman,XPS、N_2吸/脫附法等手段對樣品的形貌、比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)進行了表征。通過恒電流充放電(GCD)、循環(huán)伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等測試方法對材料電化學性能進行了分析。具體工作如下:1、以氧化石墨烯、甲醛、間苯二酚為原料,利用氫鍵作用和靜電作用,通過水熱合成制備了氧化石墨烯導向形成的三維炭/還原氧化石墨烯復合納米片�？疾炝嗽媳壤龑Σ牧闲蚊驳挠绊懸约凹{米片層厚度對材料電化學性能的影響。結(jié)果表明:當m(氧化石墨烯):m(間苯二酚):m(甲醛)=3:50:34時,制備的材料具有較好的三明治狀納米片層結(jié)構(gòu),其片層厚度為17 nm,比表面積為352 m~2/g。CGSs用作超級電容器電極材料時,在1 A/g電流密度下的比容量為173.8 F/g。改變間苯二酚和甲醛的比例,制備了不同厚度的CGSs;隨著樣品厚度的增加,材料的電化學性能隨之變差,因為較厚的樣品增加了電荷轉(zhuǎn)移路程,增大了電解液離子轉(zhuǎn)移阻力。2、通過KOH化學活化處理CGSs,制備了具有豐富孔道結(jié)構(gòu)的多孔三明治狀納米炭片。探討了活化過程中炭堿比、活化溫度對材料的結(jié)構(gòu)形貌和電化學性能的影響。結(jié)果表明:活化溫度為600℃,炭/堿質(zhì)量比為1:1時活化制備的樣品具有最優(yōu)性能。該樣品擁有高的比表面積(690 m~2/g),高的比電容(在1A/g電流密度下,其比電容達到224 F/g),以及良好的循環(huán)穩(wěn)定性(在5A/g大電流密度下經(jīng)8000次循環(huán)的容量保持率為99.2%)。
【圖文】：

圖 1-1 雙電層電容器充放電工作原理圖Fig.1.1 Diagrams of double layer capacitor charging and discharging雙電層電容器的儲能原理及方式與傳統(tǒng)的平板電容器類似，所以傳統(tǒng)電容計算方式也可以運用到雙電層電容器上。

圖 1.2 法拉第贗電容器工作原理圖.1.2 Diagram of the working process of Faradaic pseudocap容器電極材料
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ127.11

【參考文獻】

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 汪杰;聚吡咯及其復合材料的制備及性能研究[D];中國科學技術(shù)大學;2017年

2 楊樹華;石墨烯基雜化材料可控制備及其在超級電容器中的應用[D];上海交通大學;2015年

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本文編號：2610580