低维氧化钼纳米材料微观结构及其电化学性能研究

发布时间：2018-03-05 22:13

  本文选题：氧化钼　切入点：聚苯胺　出处：《南京理工大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：超级电容器是一种介于电池与普通电容之间同时又兼备二者特点的新型储能器件。与传统电容器相比,超级电容器具有功率密度和能量密度高、寿命长、环境友好等优点,是一种将能量存储与环境保护相协调的“绿色技术”。M003是一种氧化还原反应进程丰富的金属氧化物电极材料,其比电容高、化学稳定性良好,是一种发展潜力良好的超级电容器材料。然而M003电极材料仍存在一些不足,如工作电压低、电子导电率较低等,基于上述内容,我们开展了以下工作：以四水合钼酸铵作为前驱体,采用传统水热法制备α-MoO3纳米带,研究了反应温度(120～200℃C)与反应时间(5-30h)对纳米带结构、形貌、结晶度以及电化学性能的影响。结果表明随着反应温度升高和反应时间增加,α-MoO3纳米带形貌逐渐趋于均一,结晶度不断增加。不同制备条件下得到的α-MoO3纳米带电化学性能测试表明在酸性电解液中,扫描速率为10 mV/s时,M003纳米带比电容能达到932F/g；MoO3纳米带在酸性和碱性电解液中电容呈赝电容特性,在中性电解液中电容呈双电层电容特性,其在酸或碱性电解液中的比电容远高于在中性电解液中的比电容。循环稳定性测试表明循环1000圈后,M003电极比电容的保持率为73.5%。在上述M003纳米带的研究基础上,通过原位聚合在α-MoO3纳米带的表面形成一层聚苯胺包裹层,制备了MoO3/PANI复合纳米材料。采用SEM、TEM、XRD、FTIR、 Raman、TG对不同工艺参数下制得的MoO3/PANI复合纳米材料进行了表征,探究了不同工艺参数对MoO3/PANI复合纳米材料的形貌和结构的影响,发现随着苯胺用量的增加,PANI包裹层厚度逐渐增加,表面逐渐粗糙,而反应时间和pH值则对MoO3/PANI复合纳米材料的形貌未产生明显变化。此外,研究了不同反应条件下的MoO3/PANI的电化学性能。结果表明,由于聚苯胺的包覆,增强电子在材料表面电导率,使其电化学性能有明显提高,MoO3/PANI复合纳米材料在扫描速率为l0mV/s时,其比电容可高达1268F/g。探索合成MoO3纳米晶材料,通过乙酰丙酮钼在无水甲醇中反应制备了氧化钼纳米晶,采用TEM、XRD、Raman、及XPS对产物进行结构和形貌的表征。结果表明,乙酰丙酮钼在无水甲醇中受热反应可成功制得缺氧态的氧化钼纳米晶,粒径约为10nm。随着反应物浓度和反应时间的增加,纳米晶结晶性提高,颗粒尺寸变大,颗粒大小逐渐均一。
[Abstract]:Supercapacitor is a new type of energy storage device which is between battery and ordinary capacitor and has the characteristics of both. Compared with traditional capacitors, supercapacitors have the advantages of high power density and energy density, long life, friendly environment, and so on. M003 is a kind of "green technology" which harmonizes energy storage with environmental protection. M003 is a kind of metal oxide electrode material with rich redox process, which has high specific capacitance and good chemical stability. However, M003 electrode material still has some shortcomings, such as low operating voltage, low electronic conductivity, etc., based on the above, We have carried out the following work: using ammonium molybdate tetrahydrate as precursor, 伪 -MoO3 nanobelts were prepared by traditional hydrothermal method. The structure and morphology of 伪 -MoO3 nanobelts were studied at reaction temperature of 120 ~ 200 鈩，

本文编号：1572115