过渡金属基纳米片/介孔碳棒复合结构的构筑及其电化学性能研究

发布时间：2021-11-26 08:58

　　全球气候变暖以及煤、石油、天然气等以传统化石燃料为基础的能源的有限供应极大地影响和限制了世界经济和生态的发展,寻找开发新的绿色、无污染、可再生的能源迫在眉睫。随着便携式电子设备市场的快速增长以及混合动力电动车辆的发展,人们对环境友好的大功率能源储存和转换设备的迫切需求不断增加。其中,氢能和电能由于其出色的储能产能性能受到人们广泛关注,在航空、航天和新能源汽车等领域具有很大的发展潜力。碳纳米材料作为电化学活性材料的先进载体,在增强其性能方面是非常有利的。然而,目前很少有知识被用于理解作为载体的碳纳米材料的孔结构是否可以调节能量储存和转化装置的性能。本文中,使用具有高比表面积的1D有序介孔碳纳米棒（OMCRs）,作为2D超薄过渡金属基MoS₂和MnO₂的基底材料,制备出有趣的多级纳米复合材料（MoS₂@OMCRs和MnO₂@OMCRs）,并将其分别应用于产生氢能和电能,表现出优异的电化学性质。具体工作如下:（1）通过双模板共组装的方法,成功地以三嵌段共聚物F127作为孔模板、PVP作为结构导向剂、结合低... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 碳材料
        1.1.1 碳纳米材料概述
        1.1.2 介孔碳材料
            1.1.2.1 硬模板法制备有序介孔碳
            1.1.2.2 软模板法制备有序介孔碳
    1.2 过渡金属硫化物用于电化学析氢
        1.2.1 析氢反应研究背景及原理
        1.2.2 过渡金属硫化物在电催化析氢中的应用
            1.2.2.1 MoS_2用作析氢反应催化剂
            1.2.2.2 其他过渡金属硫化物用作析氢反应催化剂
        1.2.3 提高过渡金属硫化物电催化析氢活性的方法
    1.3 过渡金属氧化物用于超级电容器
        1.3.1 超级电容器的研究背景及原理
            1.3.1.1 超级电容器简介
            1.3.1.2 超级电容器的分类及原理
        1.3.2 过渡金属氧化物在超级电容器中的应用
    1.4 论文选题依据
2 壳-核多级结构MoS_2@OMCRs的制备及其电催化析氢性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验试剂及仪器
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
    2.3 实验过程
        2.3.1 OMCRs的制备
        2.3.2 MoS_2@OMCRs复合材料的制备
        2.3.3 样品表征
        2.3.4 电化学测试
    2.4 结果分析与讨论
        2.4.1 OMCRs形貌结构和组分表征
        2.4.2 MoS_2@OMCRs形貌结构和组分表征
        2.4.3 电化学性能表征
    2.5 小结
3 基于核-壳多级结构MnO_2@OMCRs和OMCRs电极材料的非对称超级电容器性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验试剂及仪器
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
    3.3 实验过程
        3.3.1 OMCRs的制备
        3.3.2 MnO_2@OMCRs复合材料的制备
            3.3.2.1 在介孔碳上包PVP
            3.3.2.2 制备MnO_2@OMCRs
        3.3.3 样品表征
        3.3.4 电化学测试
            3.3.4.1 电极的制备
            3.3.4.2 非对称超级电容器的组装
            3.3.4.3 电化学测试
    3.4 结果分析与讨论
        3.4.1 样品形貌结构和组分表征
        3.4.2 电化学性能测试
        3.4.3 MnO_2@OMCRs作为不对称电容器正极的性能测试
        3.4.4 优异电化学性能原理分析
    3.5 小结
4 结论与展望
参考文献
致谢
个人简历及硕士期间公开发表的论文
    个人简历
    硕士期间发表的论文及专利



本文编号：3519815