微波法制备金属氧化物/石墨纳米复合材料及其在超级电容器中的应用

发布时间：2021-09-03 23:07

　　超级电容器作为一种新型的储能器件,其性能介于二次电池和传统电容器之间,兼备传统电容器功率密度大以及二次电池能量密度高的特点,并且具有循环寿命长、充放电速率快、对环境友好等优点,而被广泛研究。而超级电容器的高性能取决于其电极材料,过渡金属氧化物中研究最早的是RuO₂,由于其优异的导电性、超高的理论比电容而被广泛研究。但是,作为贵金属氧化物,其价格昂贵、有毒性并且对环境污染严重。因此,寻找电化学性能优异且经济实惠的可替代的金属氧化物势在必行。由于环境储量丰富、价格低廉、较高的理论比电容、环境友好等特点,MnO₂、NiO在众多的金属氧化物中脱颖而出。但是MnO₂、NiO都存在电导率低的缺点,限制了其实际应用。另外,微波法在室温、周围环境中就能快速实施,较传统的水热法、电化学沉积法、电化学氧化法、化学沉积法等具有操作步骤简单、反应周期短（⁶0 s）、无需后处理等无可比拟的优点。因此,本文采用固态微波法,选择导电性超好的石墨,与MnO₂、NiO进行复合制备高性能的电极材料。主要工作如下:... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：71 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 超级电容器简介
        1.2.1 超级电容器基本原理
        1.2.2 超级电容器分类
    1.3 电极材料的研究现状
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 导电聚合物
        1.3.3 金属氧化物
    1.4 二氧化锰、氧化镍及其复合材料的研究现状
        1.4.1 电化学反应机理
        1.4.2 制备方法及性能
    1.5 微波法简介
    1.6 本课题的研究内容和创新之处
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 创新之处
第二章 实验材料及表征方法
    2.1 实验药品及仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 表征方法
        2.2.1 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.2 X射线能谱分析(EDS)
        2.2.3 X射线衍射分析(XRD)
        2.2.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.2.5 傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)
    2.3 电化学分析方法
        2.3.1 循环伏安法(CV)
        2.3.2 恒电流充放电法(GCD)
        2.3.3 电化学阻抗谱法(EIS)
第三章 微波法合成MnO_2-NW@Graphite纳米复合材料及其电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 复合材料的制备
        3.2.1 MnO_2-NW@Graphite纳米复合材料的制备
        3.2.2 PPy的合成
        3.2.3 MnO_2/PPy复合材料的合成
    3.3 MnO_2-NW@Graphite纳米复合材料的表征
        3.3.1 扫描电子显微镜分析(SEM)
        3.3.2 X射线衍射分析(XRD)
        3.3.3 傅里叶红外光谱分析(FTIR)
    3.4 MnO_2-NW@Graphite纳米复合材料的电化学性能测试
    3.5 本章小结
第四章 微波法合成NiO@Graphite纳米复合材料的制备及其电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 NiO@Graphite纳米复合材料的制备
    4.3 NiO@Graphite纳米复合材料的表征
        4.3.1 扫描电子显微镜分析(SEM)
        4.3.2 X射线能谱分析(EDS)
        4.3.3 X射线光电子能谱分析(XPS)
    4.4 NiO@Graphite纳米复合材料的电化学性能测试
        4.4.1 微波功率对复合材料电化学性能的影响
        4.4.2 加热时间对复合材料电化学性能的影响
        4.4.3 投料比对复合材料电化学性能的影响
    4.5 本章小结
第五章 微波法合成NiO/MnO_2@Graphite纳米复合材料及其电化学性能研究
    5.1 引言
    5.2 NiO/MnO_2@Graphite纳米复合材料的制备
    5.3 NiO/MnO_2@Graphite纳米复合材料的表征
        5.3.1 扫描电子显微镜分析(SEM)
        5.3.2 X射线能谱分析(EDS)
        5.3.3 X射线光电子能谱分析(XPS)
    5.4 NiO/MnO_2@Graphite纳米复合材料的电化学性能测试
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位发表的论文
致谢



本文编号：3382049