新型多孔碳/多层石墨烯复合碳材料的制备及其在超级电容器中的应用研究

发布时间：2021-01-19 18:31

　　目前,多孔碳材料的制备及其在储能器件中的应用已受到广泛关注和大量研究。多孔碳材料因具有物理和化学稳定性、多孔性、导电性、价廉易得等优点被认为是双电层超级电容器的理想电极材料。然而,目前多孔碳材料的制备技术一般比较复杂,本文使用传统的化学气相沉积（CVD）技术,分别以镍片和泡沫镍为催化金属制备由非晶碳和石墨烯组成的复合碳膜和三维泡沫复合碳材料,复合碳材料具有高的导电性、高强度和大的比表面积,特别适用于作为超级电容器的电极材料。电化学测试结果表明超级电容器具有较大的比电容、超宽的频率范围、超快的速率和高的功率密度。具体研究内容如下:首先,使用CVD技术以镍片为衬底,以甲烷为碳源成功制备出由非晶碳膜和石墨烯组成的复合碳膜。利用场发射扫描电子显微镜（FSEM）、透射电子显微镜（TEM）、拉曼光谱（Raman）、X射线衍射仪（XRD）对复合碳膜的微观结构进行表征。结果表明所制备的复合碳膜中非晶碳膜具有多孔结构,其孔径尺寸在几十纳米范围,石墨烯为多层石墨烯。该复合碳膜制备技术简单,易于控制,所制备的复合碳膜中的多孔非晶碳膜和多层石墨烯可整体或者分开转移至任何基底上。另外,所制备的复合碳薄膜可直接作... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 三维石墨烯的简介
    1.2 多孔非晶碳材料的简介
    1.3 超级电容器的简介
    1.4 本文的选题思路和主要工作
2 以镍片为衬底的复合碳薄膜的制备及其性能研究
    2.1 碳薄膜的制备方法
    2.2 碳薄膜的制备及其超级电容器的组装
    2.3 实验结果及讨论
    2.4 本章小结
3 以泡沫镍为衬底的三维泡沫多孔碳材料的制备
    3.1 三维泡沫多孔碳材料的制备方法
    3.2 三维泡沫多孔碳材料的实验制备
    3.3 实验结果分析和讨论
    3.4 本章小结
4 三维泡沫多孔碳材料在超级电容器中的应用
    4.1 多孔碳材料作为超级电容器电极的应用
    4.2 以三维泡沫多孔碳材料电极的超级电容器的组装
    4.3 电化学测试结果与讨论
    4.4 本章小结
5 本文总结和展望
    5.1 本文的主要工作
    5.2 本文的主要创新点
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]EDLC电容和电极活性炭孔型及其表面积之间的关系（英文）[J]. 王立红,豊田昌宏,稲垣道夫.  新型炭材料. 2008(02)



本文编号：2987504