石墨烯材料擁有諸多優(yōu)異性能,因此有希望成為高性能超級電容器電極材料。但是二維石墨烯易發(fā)生片層堆砌復(fù)合且比電容較小,這些缺點(diǎn)極大地限制了其在超級電容器領(lǐng)域的應(yīng)用。為克服上述缺點(diǎn),論文采用燃燒合成法以及氧化石墨烯自組裝方法制備具有微觀三維多孔結(jié)構(gòu)的石墨烯材料,通過將三維石墨烯與二氧化錳復(fù)合,實(shí)現(xiàn)制備高性能超級電容器電極材料目標(biāo)。本文研究了燃燒合成過程中碳源種類以及自組裝過程中還原劑用量對于石墨烯微觀三維形貌結(jié)構(gòu)影響,并對其形成機(jī)理進(jìn)行討論。為了進(jìn)一步獲得高性能超級電容器電極材料,本文提出了新穎的反相微乳液法制備二氧化錳/三維石墨烯復(fù)合電極材料。在反相微乳液法的基礎(chǔ)上,采用原位合成法制備二氧化錳/三維石墨烯復(fù)合電極材料,使二氧化錳/三維石墨烯電極材料電化學(xué)性能獲得進(jìn)一步提升。燃燒合成法可以快速制備出具有不同微觀三維形貌結(jié)構(gòu)的石墨烯材料。改變碳源(碳酸鎂、碳酸鈣以及二氧化碳)種類,可以實(shí)現(xiàn)對石墨烯微觀三維形貌控制。碳源差異會導(dǎo)致石墨烯缺陷密度以及氧化物含量變化,進(jìn)一步影響其電化學(xué)性能。采用機(jī)械混合法實(shí)現(xiàn)微觀三維石墨烯與二氧化錳復(fù)合,使材料比電容由27.8 F/g提高到147.2 F/g。探索還...

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器簡介
        1.2.1 超級電容器概述
        1.2.2 超級電容器原理及分類
        1.2.3 超級電容器特點(diǎn)
        1.2.4 超級電容器電極材料
    1.3 石墨烯研究概況
    1.4 石墨烯在超級電容器領(lǐng)域應(yīng)用
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 試驗材料及方法
    2.1 試驗原料
    2.2 組織結(jié)構(gòu)與表面化學(xué)分析
    2.3 電化學(xué)性能測試
第3章 燃燒合成石墨烯/二氧化錳復(fù)合電極材料制備及電化學(xué)性能
    3.1 引言
    3.2 燃燒合成少層石墨烯及石墨烯/二氧化錳復(fù)合電極材料制備
        3.2.1 燃燒合成法制備少層石墨烯
        3.2.2 機(jī)械混合法制備石墨烯/二氧化錳超級電容器復(fù)合電極材料
    3.3 石墨烯及其二氧化錳復(fù)合電極材料形貌及結(jié)構(gòu)表征
        3.3.1 石墨烯及其二氧化錳復(fù)合電極材料形貌表征
        3.3.2 石墨烯結(jié)構(gòu)表征
    3.4 燃燒合成石墨烯及其二氧化錳復(fù)合電極材料電化學(xué)性能
        3.4.1 燃燒合成石墨烯電化學(xué)性能
        3.4.2 燃燒合成石墨烯與二氧化錳復(fù)合電極電化學(xué)性能
    3.5 本章小結(jié)
第4章 三維石墨烯自組裝法制備及其電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 自組裝法制備三維石墨烯
    4.3 自組裝三維石墨烯形貌及結(jié)構(gòu)表征
        4.3.1 三維石墨烯形貌表征
        4.3.2 三維石墨烯結(jié)構(gòu)表征
    4.4 三維石墨烯電化學(xué)性能表征
    4.5 本章小結(jié)
第5章 二氧化錳/三維石墨烯反相微乳液法制備及其電化學(xué)性能
    5.1 引言
    5.2 二氧化錳/三維石墨烯復(fù)合電極材料反相微乳液法制備
    5.3 反相微乳液法二氧化錳/三維石墨烯形貌及結(jié)構(gòu)表征
        5.3.1 二氧化錳/三維石墨烯形貌表征
        5.3.2 二氧化錳/三維石墨烯結(jié)構(gòu)表征
    5.4 反相微乳液法二氧化錳/三維石墨烯電化學(xué)性能表征
    5.5 本章小結(jié)
第6章 二氧化錳/三維石墨烯電極材料原位合成及其電化學(xué)性能
    6.1 引言
    6.2 原位合成法制備二氧化錳/三維石墨烯電極材料
    6.3 原位合成二氧化錳/三維石墨烯形貌及結(jié)構(gòu)表征
        6.3.1 原位合成二氧化錳/三維石墨烯形貌表征
        6.3.2 原位合成二氧化錳/三維石墨烯結(jié)構(gòu)表征
    6.4 原位合成二氧化錳/三維石墨烯電化學(xué)性能表征
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點(diǎn)分析
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷
博士論文簡介



本文編號：3834735