泡沫镍负载Ni 3 S 2 /聚吡咯复合材料的制备及其超容性能研究
发布时间：2021-02-07 09:36
超级电容器凭借其自身充电时间短、功率密度大、使用寿命长、使用温度宽以及对环境友好等优势,成为继可充电电池之后最有发展潜力的能量储存和转换装置。与可充电电池相比较,超级电容器的能量密度尚存在差距。为此,人们提出了两种解决途径:一种是设计性能优异的电极材料;另一种是设计非对称超级电容器。本论文工作以商用泡沫镍（NF）为基底及镍源,在氧化剂过硫酸钾（K2S2O8）辅助下,通过低温水热法在泡沫镍骨架上原位生长二硫化三镍（Ni3S2）,随后应用电沉积法在二硫化三镍表面覆盖导电聚吡咯（PPy）薄层,获得PPy-Ni3S2@NF复合电极材料,期望有效提升复合电极材料的能量密度等性能。具体研究内容如下:（1）Ni3S2@NF电极材料的制备。以泡沫镍作为导电基底和金属镍源,硫脲为硫源和沉淀剂,在K2S2O8氧化辅助下低温一步水热制备得到Ni3S2@NF电极。通过调节水热温度、反应物配比及水热时间来优化Ni3S...
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 超级电容器概述
1.2.1 超级电容器的产生
1.2.2 超级电容器的机理
1.2.3 超级电容器的应用和未来挑战
1.3 全固态非对称超级电容器
1.3.1 全固态非对称超级电容器的组成
1.3.2 正负两电极
1.3.3 固态凝胶电解质
1.4 电极材料简介
1.4.1 碳基材料
1.4.2 过渡金属氧化物与硫化物
1.4.3 导电聚合物（CP）
1.5 课题研究意义、创新点和主要研究内容
1.5.1 本研究课题的意义和创新点
1.5.2 本研究课题的主要内容
第二章 实验及分析方法
2.1 引言
2.2 化学试剂与实验仪器
2.2.1 化学试剂
2.2.2 实验仪器
2.3 材料物相表征方法
2.3.1 扫描电子显微（SEM）
2.3.2 透射电子显微（TEM）
2.3.3 X射线衍射（XRD）
2.3.4 X射线光电子能谱（XPS）
2.3.5 拉曼光谱（Raman）
2.4 材料的电化学表征方法
2.4.1 循环伏安（CV）
2.4.2 恒电流充放电（GCD）
2.4.3 交流阻抗（EIS）
2.4.4 循环充放电
3S2@NF电极材料的制备及其性能研究">第三章 Ni3S2@NF电极材料的制备及其性能研究
3.1 引言
3S2@NF电极材料的制备"> 3.2 Ni3S2@NF电极材料的制备
3.2.1 泡沫镍的预处理
3S2@NF电极材料的制备方法"> 3.2.2 Ni3S2@NF电极材料的制备方法
3S2@NF电极材料的生长机理"> 3.2.3 Ni3S2@NF电极材料的生长机理
3S2@NF电极材料的物相表征"> 3.3 N3S2@NF电极材料的物相表征
3.3.1 SEM结果和EDS结果
3.3.2 TEM结果
3.3.3 XRD分析
3.3.4 XPS分析
3S2@NF电极材料的电化学性能结果与分析"> 3.4 Ni3S2@NF电极材料的电化学性能结果与分析
3.4.1 水热温度对电化学性能的影响
3.4.2 水热时间对电化学性能的影响
2）2和K2S2O8 的物质的量比对电化学性能的影响"> 3.4.3 CS（NH2）2和K2S2O8 的物质的量比对电化学性能的影响
3.4.4 优化后材料的电化学性能结果
3.5 本章小结
3S2@NF复合材料的制备及其性能研究">第四章 PPy-Ni3S2@NF复合材料的制备及其性能研究
4.1 引言
3S2@NF电极材料的制备"> 4.2 PPy-Ni3S2@NF电极材料的制备
3S2@NF电极材料的制备方法"> 4.2.1 PPy-Ni3S2@NF电极材料的制备方法
3S2@NF电极材料的生长机理"> 4.2.2 PPy-Ni3S2@NF电极材料的生长机理
3S2@NF电极材料的物相表征"> 4.3 PPy-Ni3S2@NF电极材料的物相表征
4.3.1 SEM结果
4.3.2 TEM结果
4.3.3 XRD分析
4.3.4 XPS分析
4.3.5 Raman光谱分析
3S2@NF电极材料的电化学性能结果与分析"> 4.4 PPy-Ni3S2@NF电极材料的电化学性能结果与分析
4.4.1 不同掺杂酸对电化学性能的影响
4.4.2 电聚合时间对电化学性能的影响
4.4.3 吡咯与对甲苯磺酸物质的量比对电化学性能的影响
4.4.4 优化后材料的电化学性能结果
4.5 本章小结
第五章 全固态非对称超级电容器的制备及器件研究
5.1 引言
5.2 全固态非对称超级电容器的组装
5.2.1 电极材料的制备方法
5.2.2 凝胶电解质的制备
5.2.3 全固态非对称超级电容器的组装
5.3 全固态非对称超级电容器的电化学性能分析
3S2@NF//AC@NF非对称器件性能"> 5.3.1 Ni3S2@NF//AC@NF非对称器件性能
3S2@NF//AC@NF非对称器件性能"> 5.3.2 PPy-Ni3S2@NF//AC@NF非对称器件性能
5.3.3 两组器件的电化学性能比较
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 问题与展望
参考文献
主要符号对照表
攻读硕士学位期间发表的学术论文与专利
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]超级电容器过渡金属氧化物电极材料研究进展[J]. 李叶华,陈上,于小林,吴贤文. 吉首大学学报(自然科学版). 2017(02)
本文编号：3022030
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 超级电容器概述
1.2.1 超级电容器的产生
1.2.2 超级电容器的机理
1.2.3 超级电容器的应用和未来挑战
1.3 全固态非对称超级电容器
1.3.1 全固态非对称超级电容器的组成
1.3.2 正负两电极
1.3.3 固态凝胶电解质
1.4 电极材料简介
1.4.1 碳基材料
1.4.2 过渡金属氧化物与硫化物
1.4.3 导电聚合物（CP）
1.5 课题研究意义、创新点和主要研究内容
1.5.1 本研究课题的意义和创新点
1.5.2 本研究课题的主要内容
第二章 实验及分析方法
2.1 引言
2.2 化学试剂与实验仪器
2.2.1 化学试剂
2.2.2 实验仪器
2.3 材料物相表征方法
2.3.1 扫描电子显微（SEM）
2.3.2 透射电子显微（TEM）
2.3.3 X射线衍射（XRD）
2.3.4 X射线光电子能谱（XPS）
2.3.5 拉曼光谱（Raman）
2.4 材料的电化学表征方法
2.4.1 循环伏安（CV）
2.4.2 恒电流充放电（GCD）
2.4.3 交流阻抗（EIS）
2.4.4 循环充放电
3S2@NF电极材料的制备及其性能研究">第三章 Ni3S2@NF电极材料的制备及其性能研究
3.1 引言
3S2@NF电极材料的制备"> 3.2 Ni3S2@NF电极材料的制备
3.2.1 泡沫镍的预处理
3S2@NF电极材料的制备方法"> 3.2.2 Ni3S2@NF电极材料的制备方法
3S2@NF电极材料的生长机理"> 3.2.3 Ni3S2@NF电极材料的生长机理
3S2@NF电极材料的物相表征"> 3.3 N3S2@NF电极材料的物相表征
3.3.1 SEM结果和EDS结果
3.3.2 TEM结果
3.3.3 XRD分析
3.3.4 XPS分析
3S2@NF电极材料的电化学性能结果与分析"> 3.4 Ni3S2@NF电极材料的电化学性能结果与分析
3.4.1 水热温度对电化学性能的影响
3.4.2 水热时间对电化学性能的影响
2）2和K2S2O8 的物质的量比对电化学性能的影响"> 3.4.3 CS（NH2）2和K2S2O8 的物质的量比对电化学性能的影响
3.4.4 优化后材料的电化学性能结果
3.5 本章小结
3S2@NF复合材料的制备及其性能研究">第四章 PPy-Ni3S2@NF复合材料的制备及其性能研究
4.1 引言
3S2@NF电极材料的制备"> 4.2 PPy-Ni3S2@NF电极材料的制备
3S2@NF电极材料的制备方法"> 4.2.1 PPy-Ni3S2@NF电极材料的制备方法
3S2@NF电极材料的生长机理"> 4.2.2 PPy-Ni3S2@NF电极材料的生长机理
3S2@NF电极材料的物相表征"> 4.3 PPy-Ni3S2@NF电极材料的物相表征
4.3.1 SEM结果
4.3.2 TEM结果
4.3.3 XRD分析
4.3.4 XPS分析
4.3.5 Raman光谱分析
3S2@NF电极材料的电化学性能结果与分析"> 4.4 PPy-Ni3S2@NF电极材料的电化学性能结果与分析
4.4.1 不同掺杂酸对电化学性能的影响
4.4.2 电聚合时间对电化学性能的影响
4.4.3 吡咯与对甲苯磺酸物质的量比对电化学性能的影响
4.4.4 优化后材料的电化学性能结果
4.5 本章小结
第五章 全固态非对称超级电容器的制备及器件研究
5.1 引言
5.2 全固态非对称超级电容器的组装
5.2.1 电极材料的制备方法
5.2.2 凝胶电解质的制备
5.2.3 全固态非对称超级电容器的组装
5.3 全固态非对称超级电容器的电化学性能分析
3S2@NF//AC@NF非对称器件性能"> 5.3.1 Ni3S2@NF//AC@NF非对称器件性能
3S2@NF//AC@NF非对称器件性能"> 5.3.2 PPy-Ni3S2@NF//AC@NF非对称器件性能
5.3.3 两组器件的电化学性能比较
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 问题与展望
参考文献
主要符号对照表
攻读硕士学位期间发表的学术论文与专利
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]超级电容器过渡金属氧化物电极材料研究进展[J]. 李叶华,陈上,于小林,吴贤文. 吉首大学学报(自然科学版). 2017(02)
本文编号：3022030
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