氧化铈/氢氧化镍（氧化镍）微纳米结构制备及其电化学性能研究

发布时间：2021-08-05 10:29

　　超级电容器作为新型能量存储和转换装置,展现出了巨大的商业化潜力。电极材料是决定超级电容器性能高低的关键因素之一。随着人们对生活和工作的需要,如何制备出符合要求的电极材料成为亟需解决的难题。本论文基于此现状,从材料的性质入手,使用多种方法制备了一些具有特殊结构和形貌的电极材料,都体现出较好的赝电容特性。主要内容如下:（1）CeO₂/Ni（OH）₂纳米花球的制备及其电化学性质研究:选择硫酸镍为镍源,硝酸铈铵为铈源,一步水热法合成具有高比表面积的CeO₂/Ni（OH）₂复合材料。经过充放电测试,其比容量可达到1335 F·g-1,循环500圈以后,比电容仍然达到1215 F·g-1,并考察了温度以及铈含量对形貌以及电化学性质的影响;（2）花型CeO₂/NiO的制备及其电化学性能研究:将第一步处理得到的CeO₂/Ni（OH）₂前驱体进行热处理,热分解得到CeO₂/NiO二元复合物晶体,该复合材料具有比表面积大（168 m... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 引言
    1.2 超级电容器的简介及其分类
        1.2.1 超级电容器的特点
        1.2.2 超级电容器的分类
            1.2.2.1 双电层电容器 (Electrical Double-Layer Capacitor)
            1.2.2.2 法拉第赝电容器(Pseudocapacitor)
            1.2.2.3 混合型超级电容器 (Hybrid Supercapacitors)
    1.3 超级电容器的材料
        1.3.1 碳基电极材料
        1.3.2 金属氧化物及氢氧化物基电极材料
        1.3.3 导电聚合物基电极材料
        1.3.4 复合电极材料
    1.4 超级电容器的研究方向
    1.5 超级电容器的测试方法及原理
        1.5.1 测试装置
        1.5.2 循环伏安测试（Cyclic Voltammetry）
        1.5.3 恒电流充放电测试（Galvanostatic charge-discharge）
        1.5.4 交流阻抗测试（EIS）
    1.6 论文研究意义及主要内容
第二章 水热合成花状CeO_2/Ni(OH)_2 及其电化学性质的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 CeO_2/Ni(OH)_2 粉体的制备方法
        2.2.4 CeO_2/Ni(OH)_2 工作电极的制备
        2.2.5 CeO_2/Ni(OH)_2 分析与表征
        2.2.6 电化学性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 CeO_2/Ni(OH)_2 的XRD表征
        2.3.2 CeO_2/Ni(OH)_2 的SEM表征
        2.3.3 花球状CeO_2/Ni(OH)_2 生长机理分析与讨论
    2.4 CeO_2/Ni(OH)_2 的电化学测试
        2.4.1 循环伏安测试
        2.4.2 恒电流充放电测试
        2.4.3 交流阻抗测试和循环稳定性测试
    2.5 制备条件对Ni(OH)_2电化学性能的影响
        2.5.1 水热反应温度对电化学性能的影响
        2.5.2 含铈量对电化学性能的影响
        2.5.3 添加丙烯酰胺的CeO_2/Ni(OH)_2 所制备电极的电化学性质
    2.6 本章小结
第三章 CeO_2/Ni O微纳米结构制备及其电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 CeO_2/NiO粉体的制备方法
        3.2.4 CeO_2/NiO工作电极的制备
        3.2.5 CeO_2/NiO分析与表征
        3.2.6 电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 典型CeO_2/NiO花球的XRD表征以及SEM分析
        3.3.2 温度对产物形貌的影响
        3.3.3 表面活性剂对产物形貌的影响
        3.3.4 CeO_2/NiO与NiO比表面积测试和孔径分析
    3.4 电化学性质分析
        3.4.1 循环伏安
        3.4.2 恒电流充放电
        3.4.3 交流阻抗
        3.4.4 循环稳定性
    3.5 不同CeO_2复合量对电化学性质的影响
        3.5.1 不同CeO_2复合量对电化学性质的影响
        3.5.2 添加丙烯酰胺的产物所制备样品的电化学性质
        3.5.3 前驱体水热反应温度对CeO_2/NiO电化学性能的影响
    3.6 本章小结
第四章 一步法水热合成PANI/CeO_2/Ni(OH)_2 及其电化学性质测试
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 PANI/Ni(OH)_2 复合材料的制备
        4.2.4 PANI/Ni(OH)_2 工作电极的制备
        4.2.5 实验分析方法
        4.2.6 电化学性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 样品的的XRD表征
        4.3.2 样品的红外光谱
        4.3.3 样品的的SEM分析
        4.3.4 PANI/Ni(OH)_2 及PANI/CeO_2/Ni(OH)_2 的N2吸脱附测试分析
    4.4 电化学性质分析
        4.4.1 循环伏安测试
        4.4.2 恒电流充放电测试
        4.4.3 交流阻抗测试(EIS)
        4.4.4 复合材料的循环稳定性
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
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本文编号：3323594