Sn掺杂石墨烯/二氧化锰材料制备与电化学性能研究

发布时间：2021-04-27 14:44

　　新世纪的到来,化石燃料消耗导致了能源危机与环境污染,这便使得新能源如水能、风能、太阳能、潮汐能等受到专家学者的广泛关注与研究,专家学者们致力于用新能源替代化石燃料。然而新能源的输出形式并不稳定,如何储存能源是重中之重。储能装置中其中之一的超级电容器,它具有体积小,充放电时间短,功率密度高等优势,将能量储存为电能,清洁环保,是受广泛关注的储能器件。目前,电极材料直接影响着超级电容器的电化学性能,碳基材料、金属氧化物材料和导电高分子材料是超级电容器的电极材料的主要材料。经过专家学者的反复研究,单一的某种材料并不能制备出适用于各种场合的超级电容器,而通过材料之间的相互复合则可以制备出整体性能优异的电极材料。本课题以此为基础,通过选取碳基材料中的石墨烯为基底材料,通过附着二氧化锰以改善材料的性能,之后进一步进行掺杂Sn,以期大大提高材料的比电容。氧化石墨烯通过改进的Hummers法制备,选取尿素为还原剂制备石墨烯。通过改变反应物比例、反应温度和反应时间研究制备工艺的对材料组织性能的影响。通过对材料进行组织表征和电化学分析发现,制备的石墨烯为薄纱片层褶皱状结构,在氧化石墨烯与尿素质量比为1:30... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：66 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 超级电容器概述
    1.3 超级电容器电极材料
        1.3.1 碳基材料
        1.3.2 金属氧化物材料
        1.3.3 导电高分子材料
    1.4 研究目的及内容与创新
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容与创新
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验所需药品与所需仪器设备
    2.2 实验方法及材料制备
    2.3 材料性能表征
        2.3.1 扫描电子显微镜测试
        2.3.2 X射线衍射测试
    2.4 材料电化学性能表征
        2.4.0 工作电极制备
        2.4.1 循环伏安测试
        2.4.2 恒流充放电测试
        2.4.3 交流阻抗测试
第3章 石墨烯的制备与工艺研究
    3.1 引言
    3.2 石墨烯的制备方法
    3.3 反应物比例对石墨烯的影响
    3.4 反应温度对石墨烯的影响
    3.5 反应时间对石墨烯的影响
    3.6 石墨烯的表征与性能分析
    3.7 本章小结
第4章 石墨烯/二氧化锰材料制备与工艺研究
    4.1 引言
    4.2 石墨烯/二氧化锰复合材料制备方法
    4.3 反应物比例对石墨烯/二氧化锰复合材料的影响
    4.4 反应温度对石墨烯/二氧化锰复合材料的影响
    4.5 反应时间对石墨烯/二氧化锰复合材料的影响
    4.6 石墨烯/二氧化锰复合材料的表征与性能分析
    4.7 本章小结
第5章 Sn掺杂石墨烯/二氧化锰材料制备工艺研究
    5.1 引言
    5.2 Sn掺杂石墨烯/二氧化锰材料制备方法
    5.3 反应物比例对Sn掺杂石墨烯/二氧化锰材料的影响
    5.4 反应时间对Sn掺杂石墨烯/二氧化锰材料的影响
    5.5 Sn掺杂石墨烯/二氧化锰复合材料的表征与性能分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3163652