石墨烯/氧化镍复合材料的制备及其电化学性能研究

发布时间：2021-12-09 11:51

　　随着化石能源等不可再生资源的不断消耗,以及人们对于环境保护的要求不断加深,当今世界的能源危机和环境问题已经成为了人类面临的重大问题,人们通过寻找新型能源来解决这两个问题。这些新型能源一般是通过电能的形式储存起来,这时候就非常迫切需要一种绿色、高效的新型储能器件。超级电容器是一种新型的储能器件,它具有比锂电池更高的功率密度和循环寿命,以及比传统电容器更大的能量密度。超级电容器具有两种储能机理,一种是双电层电容机理,一种是赝电容机理。人们一般将提供双电层电容的碳材料与提供赝电容的金属氧化物复合起来,以便得到同时提供双电层电容和赝电容,从而电化学性能更加优越的超级电容器。本文主要研究了在不同醇类的作用下,制备出石墨烯／氧化镍复合材料,并研究了该复合材料的电化学性能。醇类的存在,是作为高毒性和高刺激性还原剂的替代品,用来将氧化石墨还原成石墨烯。具体的研究内容在以下几个方面：1.使用改进的Hummers法中制备出来的氧化石墨（GO）作为原料,然后再将GO溶液和Ni（NO3）2·6H2O溶液以及苯甲醇按照一定的比率混合起来,经过水热反应以及随后的微波热处理,就可以得到石墨烯／氧化镍复合材料（G/N... 

【文章来源】：广东工业大学广东省

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 超级电容器概述
    1.2 国内外超级电容器的研究现状
    1.3 超级电容器的分类及工作原理
        1.3.1 超级电容器的分类
        1.3.2 双电层超级电容器
        1.3.3 赝电容超级电容器
        1.3.4 混合超级电容器
    1.4 石墨烯基复合材料在超级电容器中的应用
        1.4.1 石墨烯的概述
        1.4.2 石墨烯的性质
        1.4.3 石墨烯的制备
        1.4.4 石墨烯作为超级电容器电极材料
        1.4.5 石墨烯/金属氧化物复合材料作为超级电容器电极材料
        1.4.6 石墨烯/氧化镍复合材料作为超级电容器电极材料
    1.5 论文的选题意义
    1.6 论文的研究内容
第二章 苯甲醇还原的石墨烯/氧化镍复合材料的制备与电化学性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验试剂与仪器设备
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器设备
    2.3 G/NiO复合材料的制备
        2.3.1 氧化石墨的制备工艺流程
        2.3.2 G/NiO复合材料的制备流程
        2.3.3 制备G/NiO复合材料的原理
    2.4 表征与分析
        2.4.1 XRD分析
        2.4.2 Raman分析
        2.4.3 TGA分析
        2.4.4 红外光谱分析
        2.4.5 XPS分析
        2.4.6 SEM表征
        2.4.7 TEM表征
    2.5 电化学性能测试
        2.5.1 扣式超级电容器的结构
        2.5.2 扣式超级电容器的制备
        2.5.3 扣式超级电容器的测试方法
        2.5.4 循环伏安测试
        2.5.5 电化学阻抗图谱测试
        2.5.6 恒流充放电测试
    2.6 本章小结
第三章 丙二醇还原的石墨烯/氧化镍复合材料的制备与电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验试剂与仪器设备
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器设备
    3.3 复合材料的制备
        3.3.1 G/NiO复合材料的制备
        3.3.2 制备G/NiO复合材料的原理
    3.4 表征与分析
        3.4.1 XRD分析
        3.4.2 Raman分析
        3.4.3 TGA分析
        3.4.4 红外光谱分析
        3.4.5 XPS分析
        3.4.6 SEM分析
        3.4.7 TEM分析
    3.5 电化学性能测试
        3.5.1 循环伏安测试
        3.5.2 电化学阻抗图谱测试
        3.5.3 恒流充放电测试
    3.6 本章小结
第四章 丙三醇还原的石墨烯/氧化镍复合材料的制备与电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验试剂与仪器设备
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验仪器设备
    4.3 复合材料的制备
        4.3.1 G/N复合材料的制备
        4.3.2 制备G/N复合材料的原理
    4.4 表征与分析
        4.4.1 XRD分析
        4.4.2 TGA分析
        4.4.3 Raman分析
        4.4.4 红外光谱分析
        4.4.5 XPS分析
        4.4.6 SEM分析
        4.4.7 TEM分析
    4.5 电化学性能测试
        4.5.1 循环伏安测试
        4.5.2 电化学阻抗图谱测试
        4.5.3 恒流充放电测试
    4.6 本章小结
结论
本文特色与创新之处
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]超级电容器电极材料研究进展[J]. 谢小英,张辰,杨全红.  化学工业与工程. 2014(01)
[2]石墨烯基超级电容器研究进展[J]. 杨德志,沈佳妮,杨晓伟,马紫峰.  储能科学与技术. 2014(01)
[3]二氧化钌/石墨烯复合材料超级电容器的性能[J]. 邵强,林正峰,刘庆琪,杨欧,候梅芳,徐彬.  微纳电子技术. 2013(06)
[4]石墨烯的研究进展[J]. 刘乐浩,李铁虎,赵廷凯,王大为.  材料导报. 2012(09)
[5]超级电容器用石墨烯纳米片的制备及性能[J]. 左志中,梁逵,叶江海,胡军.  电子元件与材料. 2012(03)
[6]石墨烯片的制备与表征[J]. 冯颖,黄世华,康凯,段晓霞.  新型炭材料. 2011(01)
[7]碳纳米管超级电容器-锂离子电池复合电源在GSM移动通讯中的应用[J]. 王晓峰,梁吉.  电子器件. 2004(04)
[8]超级电容器在移动通信中的应用[J]. 段晓飞,尹明,王鸿麟.  电子元器件应用. 2003(12)
[9]超级电容器在移动通信中的应用[J]. 段晓飞,尹明,王鸿麟.  电子元器件应用. 2003 (12)

硕士论文
[1]石墨烯/氢氧化镍复合电极材料的制备及其超级电容器性能研究[D]. 苑亦男.哈尔滨工业大学 2014
[2]超级电容器用石墨烯及其复合材料的制备与性能研究[D]. 郑侠.哈尔滨工业大学 2013
[3]新疆煤基碳纳米管的制备及表征[D]. 吴霞.新疆大学 2013
[4]石墨烯/氧化镍复合材料的制备及其电容性能的研究[D]. 邓文韬.中南大学 2013
[5]氧化镍/石墨烯复合材料的制备及电容性能研究[D]. 方涛.上海大学 2013
[6]石墨烯/氧化镍三明治纳米复合材料的制备及电化学性质研究[D]. 孙峰.天津大学 2010
[7]超级电容器电极材料的制备及其电化学性能的研究[D]. 李媛.沈阳理工大学 2010
[8]酚醛基活性炭纤维作为双电层电容器电极材料的研究[D]. 秦军.天津大学 2007



本文编号：3530581