二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的合成及电化学性能研究
发布时间：2021-05-20 12:45
超级电容器因其具有较高的能量密度和循环使用寿命而被作为一种新型的储能设备研究使用。电极材料的研究制备在超级电容器的研究工作中至关重要。其中,二氧化锰（MnO2）电极材料具有理论比电容量高、价格低廉、环境友好等优点,被作为超级电容器电极材料,具有良好的开发应用前景。超级电容器电极材料的储能性能与电极活性物质的储电能力、材料结构以及材料导电性密切相关。本论文将具有较高理论赝电容的MnO2与具有优异的导电性的石墨烯（RGO）制备成双壳空心微球材料,空心结构使电解液中的离子能够更充分、快速地与电活性物质进行离子交换,使MnO2/RGO材料具有更好导电性和离子扩散传输性。MnO2/RGO,钠插层二氧化锰/石墨烯（NaxMnO2/RGO）,锂插层二氧化锰/石墨烯（LixMnO2/RGO）双壳空心微球材料,并研究以上电极材料的电容性能及其在超级电容器中的应用。本论文研究的具体工作包括以下几个方面。（1）二氧化锰/石墨烯双壳空心电极材料的制备,形貌结构表征及其电化学性能的研究。以聚苯乙烯微球（PS）自牺牲模板,先将氧化石墨烯吸附包裹到PS微球表面,水热还原反应合成RGO/PS,氧化还原法原位合成MnO...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 超级电容器
1.2.1 超级电容器概述
1.2.2 超级电容器的原理和分类
1.3 二氧化锰
1.3.1 二氧化锰结构特征及分类
1.3.2 二氧化锰在超级电容器领域的应用
1.3.3 二氧化锰超级电容器的影响因素
1.4 石墨烯
1.4.1 石墨烯的性质
1.4.2 石墨烯在超级电容器中的应用
1.5 二氧化锰/石墨烯复合材料
1.5.1 二氧化锰/石墨烯复合材料在超级电容器领域的应用
1.6 本论文的研究目标和内容
1.6.1 选题的目的和意义
1.6.2 研究内容
1.6.3 论文创新点
第二章 二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的制备及电容性能研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂、材料与仪器
2.2.2 实验过程
2.2.3 二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的结构表征及电化学性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的形貌表征
2.3.2 二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的结构表征
2.3.3 二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的电化学性能
2.4 本章小结
第三章 钠插层二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的制备及电性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂、材料与仪器
3.2.1.1 实验试剂
3.2.1.2 实验仪器
3.2.1.3 实验测试方法
3.2.2 钠插层二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的制备及电容性能研究
3.2.3 钠插层二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的形貌结构表征和电性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 钠插层二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的形貌结构表征
3.3.2 钠插层二氧化锰/石墨烯双壳空心材料对称型超级电容器的组装及其电性能测试
3.4 本章小结
第四章 锂插层二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的制备及电容性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验仪器和试剂
4.2.2 氮化钛纳米阵列管的制备
4.2.3 Li_xMnO_2/RGO双壳空心微球材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 锂插层二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的形貌表征及电化学电容性能
4.3.2 锂插层二氧化锰/石墨烯/氮化钛对称型超级电容器的储能性能
4.4 本章小结
第五章 结论和展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]溶胶-凝胶法制备超级电容器用二氧化锰[J]. 王佳伟,陈白珍,陈亚,范瑞娟. 电池. 2012(05)
[2]Charge-discharge process of MnO2 supercapacitor[J]. 刘开宇,张莹,张伟,郑禾,苏耿. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2007(03)
[3]二氧化锰及相关锰氧化物的晶体结构、制备及放电性能（1）[J]. 夏熙. 电池. 2004(06)
博士论文
[1]独特形貌氧化锰纳米电极材料的可控制备及其电容性质研究[D]. 朱刚.陕西师范大学 2013
[2]二氧化锰的制备、结构表征及其电化学性能[D]. 黄行康.厦门大学 2007
[3]低维功能纳米材料的液相合成、表征与性能研究[D]. 孙晓明.清华大学 2005
本文编号：3197778
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 超级电容器
1.2.1 超级电容器概述
1.2.2 超级电容器的原理和分类
1.3 二氧化锰
1.3.1 二氧化锰结构特征及分类
1.3.2 二氧化锰在超级电容器领域的应用
1.3.3 二氧化锰超级电容器的影响因素
1.4 石墨烯
1.4.1 石墨烯的性质
1.4.2 石墨烯在超级电容器中的应用
1.5 二氧化锰/石墨烯复合材料
1.5.1 二氧化锰/石墨烯复合材料在超级电容器领域的应用
1.6 本论文的研究目标和内容
1.6.1 选题的目的和意义
1.6.2 研究内容
1.6.3 论文创新点
第二章 二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的制备及电容性能研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂、材料与仪器
2.2.2 实验过程
2.2.3 二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的结构表征及电化学性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的形貌表征
2.3.2 二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的结构表征
2.3.3 二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的电化学性能
2.4 本章小结
第三章 钠插层二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的制备及电性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂、材料与仪器
3.2.1.1 实验试剂
3.2.1.2 实验仪器
3.2.1.3 实验测试方法
3.2.2 钠插层二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的制备及电容性能研究
3.2.3 钠插层二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的形貌结构表征和电性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 钠插层二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的形貌结构表征
3.3.2 钠插层二氧化锰/石墨烯双壳空心材料对称型超级电容器的组装及其电性能测试
3.4 本章小结
第四章 锂插层二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的制备及电容性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验仪器和试剂
4.2.2 氮化钛纳米阵列管的制备
4.2.3 Li_xMnO_2/RGO双壳空心微球材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 锂插层二氧化锰/石墨烯双壳空心微球材料的形貌表征及电化学电容性能
4.3.2 锂插层二氧化锰/石墨烯/氮化钛对称型超级电容器的储能性能
4.4 本章小结
第五章 结论和展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]溶胶-凝胶法制备超级电容器用二氧化锰[J]. 王佳伟,陈白珍,陈亚,范瑞娟. 电池. 2012(05)
[2]Charge-discharge process of MnO2 supercapacitor[J]. 刘开宇,张莹,张伟,郑禾,苏耿. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2007(03)
[3]二氧化锰及相关锰氧化物的晶体结构、制备及放电性能（1）[J]. 夏熙. 电池. 2004(06)
博士论文
[1]独特形貌氧化锰纳米电极材料的可控制备及其电容性质研究[D]. 朱刚.陕西师范大学 2013
[2]二氧化锰的制备、结构表征及其电化学性能[D]. 黄行康.厦门大学 2007
[3]低维功能纳米材料的液相合成、表征与性能研究[D]. 孙晓明.清华大学 2005
本文编号：3197778
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