钴酸锌/碳材料复合材料在超级电容器上的应用

发布时间：2021-04-09 15:19

　　能源是社会发展的基础,化石燃料的燃烧给工业、科技带来全新快速发展的同时也给环境造成了重大的污染。在高速发展的21新世纪,能源和环境问题日渐尖锐,迫切需要寻求更为清洁、有效的新能源来重新分配能源利用方式,旨在开发出既能满足社会发展需求,又能不污染环境的友好型能源。超级电容器最为一种全新储能装置,具有循环寿命长、比电容高、功率密度大、充放电速度快且环境友好等优异的性能,而受到广泛的关注。而电极材料作为影响超级电容器电化学性能的主要影响因素,也被研究的越来越多。钴酸锌（ZnCo₂O₄）独特的孔径结构、较大的比表面、良好的导电性和较大的理论比容量,使ZnCo₂O₄成为非常具有发展前景的超级电容器电极活性材料。然而单一的ZnCo₂O₄电极材料能量密度较低,无法提供更高的比容量。因而近些年来,将单一的ZnCo₂O₄材料与导电性好或者能量密度较高的材料复合,成为了研究热点。本论文主要将ZnCo₂O

【文章来源】：华侨大学福建省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器简介
    1.3 超级电容器的原理
        1.3.1 电化学双电层电容器（EDLC）
        1.3.2 法拉第赝电容器（FPC）
        1.3.3 混合杂化型电容器（HSC）
    1.4 超级电容器电极材料概述
        1.4.1 碳基电极材料
            1.4.1.1 活性炭
            1.4.1.3 石墨烯
            1.4.1.4 氮化碳
        1.4.2 金属氧化物
        1.4.3 导电聚合物
    1.5 本课题的主要研究内容
第2章 实验材料和方法
    2.1 实验试剂和仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器主要设备
    2.2 超级电容器的制备方法
    2.3 材料的测试与表征
        2.3.1 电极材料的表征
            2.3.1.1 X-射线粉末衍射（XRD）
            2.3.1.2 扫描电子显微镜（SEM）
            2.3.1.3 透射电子显微镜（TEM）
            2.3.1.4 傅里叶红外吸收光谱（FT-IR）
            2.3.1.5 比表面积及孔径分布测试（BET）
        2.3.2 电极材料的电化学性能测试
            2.3.2.1 测试体系
            2.3.2.2 循环伏安测试
            2.3.2.3 恒流充放电测试
第3章 钴酸锌材料的制备及在超级电容器中的应用
    3.1 前言
    3.2 实验部分
    3.3 结果与讨论
2O₄的表征">        3.3.1 介孔材料ZnCo₂O₄的表征
            3.3.1.1 XRD和EDX分析
            3.3.1.2 形貌分析
            3.3.1.3 BET测试分析
        3.3.2 多孔钴酸锌的电化学性能测试
    3.4 总结
第4章 钴酸锌/水热碳球复合材料的制备与表征
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 水热碳的制备
        4.2.2 钴酸锌/水热碳复合材料的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 钴酸锌/水热碳复合材料的表征
            4.3.1.1 XRD和EDX分析
            4.3.1.2 形貌分析
            4.3.1.3 FT-IR分析
            4.3.1.4 BET分析
        4.3.2 钴酸锌/水热碳复合材料的电化学相关测试
    4.4 总结
第5章 钴酸锌/还原氧化石墨烯复合材料的制备与表征
    5.1 前言
    5.2 实验部分
        5.2.1 氧化石墨烯（GO）的制备
        5.2.2 还原氧化石墨烯（rGO）的制备
        5.2.3 钴酸锌/还原氧化石墨烯复合材料的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 钴酸锌/还原氧化石墨烯复合材料的表征
            5.3.1.1 XRD分析
            5.3.1.2 形貌分析
            5.3.1.3 FT-IR分析
            5.3.1.4 3BET测试
        5.3.2 钴酸锌/还原氧化石墨烯复合材料的电化学性能测试
    5.4 总结
第6章 钴酸锌/氮化碳复合材料的制备和表征
    6.1 前言
    6.2 实验部分
3N₄）">        6.2.1 石墨相氮化碳的制备（g-C₃N₄）
2O₄/g-C₃N₄">        6.2.2 水热法合成ZnCo₂O₄/g-C₃N4

    6.3 结果与讨论
        6.3.1 钴酸锌/氮化碳复合材料的表征
            6.3.1.1 XRD分析
            6.3.1.2 形貌分析
            6.3.1.3 FT-IR分析
            6.3.1.4 BET分析
        6.3.2 钴酸锌/氮化碳复合材料的电化学性能测试
    6.4 总结
第7章 总结
参考文献
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]类石墨烯碳材料的制备及其电容性能研究[J]. 苏善金,来庆学,梁彦瑜.  化学学报. 2015(07)
[2]高比表面积石墨化氮化碳的制备及应用[J]. 李敏,李海岩,孙发民,李洁,张凌峰,袁忠勇.  石油学报(石油加工). 2014(01)
[3]活性炭制备及其应用进展[J]. 米铁,胡叶立,余新明.  江汉大学学报(自然科学版). 2013(06)
[4]超级电容器的发展动态[J]. 刘勇.  电源技术. 2013(05)
[5]绿色储能元件——超级电容的探讨[J]. 王志勇,田树仁,夏国明,李凯.  低压电器. 2011(07)
[6]中国化石燃料环境污染治理重点及措施[J]. 刘志逊,刘珍奇,黄文辉.  资源·产业. 2005(05)
[7]表面化学改性吸附用活性炭的研究进展[J]. 王鹏,张海禄.  炭素技术. 2003(03)
[8]超级电容器研究及其应用[J]. 朱磊,吴伯荣,陈晖,刘明义,简旭宇,李志强.  稀有金属. 2003(03)
[9]双电层电容器[J]. 张丹丹,姚宗干.  高电压技术. 1999(04)

博士论文
[1]超级电容器中孔炭电极材料的制备及性能研究[D]. 赵家昌.中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所） 2006
[2]电化学电容器电极材料研究[D]. 邓梅根.电子科技大学 2005



本文编号：3127857

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