电泳沉积制备氧化石墨烯/石墨纤维及其电化学性能的研究
发布时间：2022-01-11 18:36
超级电容器是一种新型的储能装置,与其他储能器件相比它具有充电速度快,循环使用寿命长,能量转换效率高等特点,广泛应用于工业、军事等领域。超级电容器电容性能的提高主要在于优异的电极材料的开发,而电极材料的导电性和离子在材料内部的扩散性是影响电容性能的最主要因素。氧化石墨烯（GO）是一种拥有一些石墨烯特性的多层或单层的片状碳材料。由于GO片层之间排列的规整性,所以GO拥有良好的离子扩散性,是一种优良的电极材料,但是在制备GO的过程中GO分子在范德华力的作用下会出现不可避免的团聚和堆叠,从而导致电化学性能的降低。石墨纤维具有良好的导电性并且拥有三维网状结构,将其与GO复合能够提升材料的能量密度和功率密度,是一种能够发挥出复合材料优良电化学性能的有效方法。电泳沉积是合成微纳米材料的一种方法,是指胶体粒子在电场作用下发生定向移动在对电极表面沉积成膜的过程。在电泳沉积过程中把石墨纤维作为阳极,由于GO表面具有羟基、羧基等丰富的含氧基团,在电场的作用下会向阳极移动,从而合成氧化石墨烯/石墨纤维复合材料。因为GO在溶液中电离程度较小,导致其在石墨纤维上负载率较低,所以我们在go上引入na+以增加其负载率...
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 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 双电层超级电容器
1.2.2 赝电容超级电容器
1.3 超级电容器的特点及应用
1.3.1 超级电容器的特点
1.3.2 超级电容器的应用
1.4 超级电容器电极材料研究现状
1.4.1 碳材料
1.4.2 金属氧化物
1.4.3 导电聚合物
1.5 石墨烯简介
1.5.1 石墨烯结构与性质
1.5.2 石墨烯的制备
1.6 石墨烯及其复合材料在超级电容器电极材料上的应用
1.6.1 石墨烯
1.6.2 石墨烯与高分子复合材料
1.6.3 石墨烯与炭黑复合材料
1.6.4 石墨烯与碳纳米管复合材料
1.6.5 石墨烯与碳纤维复合材料
1.7 课题的提出及研究内容
第二章 实验试剂与表征手段
2.1 主要原料与化学试剂
2.2 主要实验设备
2.3 材料性能的表征方法
2.3.1 物理性质表征
2.3.2 负载率的表征
2.3.3 电化学性能表征
第三章 电泳沉积法制备氧化石墨烯/石墨纤维及其形貌和结构的分析
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 氧化石墨烯的制备
3.2.2 氧化石墨烯与石墨纤维复合材料的制备
3.2.3 氧化石墨烯膜和GO-GFC的热处理
3.3 结果与讨论
3.3.1 负载率和电泳条件间的关系
3.3.2 氧化石墨烯的形貌分析
3.3.3 GO-GFC和GONa-GFC的形貌、结构及组成分析
3.4 本章小结
第四章 GO-GFC和GONa-GFC的电化学性能分析
4.1 引言
4.2 不同电泳条件对复合材料的电化学性能的影响
4.2.1 复合材料的循环伏安性能
4.2.2 复合材料的恒电流充放电性能
4.3 不同电流密度对复合材料电化学性能的影响
4.4 负载率的变化对复合材料电化学性能的影响
4.5 复合材料的循环性能测试
4.6 r GO和r GO-GFC的电化学性能研究
4.7 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间论文发表情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]用二氧化锰制备超级电容器及其电化学性能研究[J]. 邢宝岩,焦晨旭,赵建国. 山西大同大学学报(自然科学版). 2013(01)
[2]水合肼还原氧化石墨烯的研究[J]. 肖淑华,沈明,朱沛英,张东. 材料开发与应用. 2011(02)
[3]二氧化钌/活性炭复合电极的制备及性能[J]. 甘卫平,刘继宇,师响,刘泓,李祥,马贺然. 中南大学学报(自然科学版). 2011(02)
[4]石墨烯的氧化还原法制备及结构表征[J]. 杨勇辉,孙红娟,彭同江. 无机化学学报. 2010(11)
[5]微波固相剥离法制备功能化石墨烯及其电化学电容性能研究(英文)[J]. 薛露平,郑明波,沈辰飞,吕洪岭,李念武,潘力佳,曹洁明. 无机化学学报. 2010(08)
[6]超级电容器的原理及应用[J]. 陈英放,李媛媛,邓梅根. 电子元件与材料. 2008(04)
[7]超级电容器及应用探讨[J]. 张琦,王金全. 电气技术. 2007(08)
[8]超级电容器提供重要的高功率特性[J]. Robert Tressler. 电子产品世界. 2004(20)
[9]碳纳米管用作超级电容器电极材料[J]. 王贵欣,瞿美臻,陈利,于作龙. 化学通报. 2004(03)
[10]热解温度对MnO2电容行为的影响[J]. 刘献明,张校刚. 无机材料学报. 2003(05)
硕士论文
[1]纳米四氧化三钴系化合物的合成及其超级电容性能的研究[D]. 王习文.中南大学 2012
[2]石墨烯、石墨烯/碳纳米管的制备及其超级电容器性能研究[D]. 葛士彬.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3583261
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 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 双电层超级电容器
1.2.2 赝电容超级电容器
1.3 超级电容器的特点及应用
1.3.1 超级电容器的特点
1.3.2 超级电容器的应用
1.4 超级电容器电极材料研究现状
1.4.1 碳材料
1.4.2 金属氧化物
1.4.3 导电聚合物
1.5 石墨烯简介
1.5.1 石墨烯结构与性质
1.5.2 石墨烯的制备
1.6 石墨烯及其复合材料在超级电容器电极材料上的应用
1.6.1 石墨烯
1.6.2 石墨烯与高分子复合材料
1.6.3 石墨烯与炭黑复合材料
1.6.4 石墨烯与碳纳米管复合材料
1.6.5 石墨烯与碳纤维复合材料
1.7 课题的提出及研究内容
第二章 实验试剂与表征手段
2.1 主要原料与化学试剂
2.2 主要实验设备
2.3 材料性能的表征方法
2.3.1 物理性质表征
2.3.2 负载率的表征
2.3.3 电化学性能表征
第三章 电泳沉积法制备氧化石墨烯/石墨纤维及其形貌和结构的分析
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 氧化石墨烯的制备
3.2.2 氧化石墨烯与石墨纤维复合材料的制备
3.2.3 氧化石墨烯膜和GO-GFC的热处理
3.3 结果与讨论
3.3.1 负载率和电泳条件间的关系
3.3.2 氧化石墨烯的形貌分析
3.3.3 GO-GFC和GONa-GFC的形貌、结构及组成分析
3.4 本章小结
第四章 GO-GFC和GONa-GFC的电化学性能分析
4.1 引言
4.2 不同电泳条件对复合材料的电化学性能的影响
4.2.1 复合材料的循环伏安性能
4.2.2 复合材料的恒电流充放电性能
4.3 不同电流密度对复合材料电化学性能的影响
4.4 负载率的变化对复合材料电化学性能的影响
4.5 复合材料的循环性能测试
4.6 r GO和r GO-GFC的电化学性能研究
4.7 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间论文发表情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]用二氧化锰制备超级电容器及其电化学性能研究[J]. 邢宝岩,焦晨旭,赵建国. 山西大同大学学报(自然科学版). 2013(01)
[2]水合肼还原氧化石墨烯的研究[J]. 肖淑华,沈明,朱沛英,张东. 材料开发与应用. 2011(02)
[3]二氧化钌/活性炭复合电极的制备及性能[J]. 甘卫平,刘继宇,师响,刘泓,李祥,马贺然. 中南大学学报(自然科学版). 2011(02)
[4]石墨烯的氧化还原法制备及结构表征[J]. 杨勇辉,孙红娟,彭同江. 无机化学学报. 2010(11)
[5]微波固相剥离法制备功能化石墨烯及其电化学电容性能研究(英文)[J]. 薛露平,郑明波,沈辰飞,吕洪岭,李念武,潘力佳,曹洁明. 无机化学学报. 2010(08)
[6]超级电容器的原理及应用[J]. 陈英放,李媛媛,邓梅根. 电子元件与材料. 2008(04)
[7]超级电容器及应用探讨[J]. 张琦,王金全. 电气技术. 2007(08)
[8]超级电容器提供重要的高功率特性[J]. Robert Tressler. 电子产品世界. 2004(20)
[9]碳纳米管用作超级电容器电极材料[J]. 王贵欣,瞿美臻,陈利,于作龙. 化学通报. 2004(03)
[10]热解温度对MnO2电容行为的影响[J]. 刘献明,张校刚. 无机材料学报. 2003(05)
硕士论文
[1]纳米四氧化三钴系化合物的合成及其超级电容性能的研究[D]. 王习文.中南大学 2012
[2]石墨烯、石墨烯/碳纳米管的制备及其超级电容器性能研究[D]. 葛士彬.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3583261
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3583261.html
