NiO/TiO 2 复合结构的可控构筑及其电容性能研究
发布时间：2023-04-10 17:35
超级电容器具有高能量密度、充放电效率高、大功率、长的循环寿命、环境友好等优点,可广泛应用于电动汽车、能源、航空航天和国防科技等领域,因此已成为近年来科研领域的一个研究热点。本文以阳极氧化法制备的TiO2纳米管有序阵列(TNTAs)为基底材料,于不同的电解液体系中进行了NiO纳米颗粒的负载,实现NiO/TiO2复合结构的可控制备,通过XRD、SEM、EDS、XPS等对NiO/TiO2样品的结构、表面形貌、化学成分等进行表征与分析,并通过循环伏安测试和恒流充放电测试研究了该复合结构的电容性能。本论文内容主要如下：(1)将TNTAs薄膜经过退火后作为基底材料,通过一组正交实验,采用三因素、五水平正交试验,研究了沉积电压、时间和电解液温度与制备的NiO/TiO2样品形貌及其电化学性能之间的关系。结果表明：沉积电压、时间和电解液温度均对其形貌有极大影响,且对其电化学性能也有较大影响。在-0.7V、50℃、400s的条件下制备的NiO/TiO2复合结构的电化学性能是最好的,其比电容值在充放电电流密度为0.1 A.g-1时可以达到11.36 F·g-1,且当NiO纳米颗粒的量较少、颗粒尺寸较大时都会...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 超级电容器工作原理及分类
1.2.1 双电层电容器
1.2.2 赝电容器
1.3 超级电容器的特点及应其用
1.4 超级电容器的电极材料
1.4.1 碳材料
1.4.2 过渡族金属氧化物材料
1.4.3 导电聚合物材料
1.5 NiO电极材料的研究现状
1.5.1 NiO的晶体结构
1.5.2 NiO电极材料的电化学反应机理
1.5.3 纳米NiO的制备方法
1.6 NiO/TiO2复合结构在超级电容器中的发展现状
1.6.1 TiO2纳米管在超级电容器中的应用
1.6.2 NiO/TiO2复合结构在超电容中的发展现状
1.7 课题研究意义及主要内容
第二章 实验方案及表征方法
2.1 实验内容及技术路线
2.1.1 实验主要研究内容
2.1.2 技术路线
2.2 实验试剂与仪器
2.2.1 实验试剂及实验材料
2.2.2 实验仪器
2.3 NiO/TiO2复合结构的制备
2.4 NiO/TiO2复合结构的表征及性能测试方法
2.4.1 场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析
2.4.2 X射线衍射(XRD)分析
2.4.3 能谱定量分析(EDS)
2.4.4 X射线光电子能谱仪(XPS)
2.5 NiO/TiO2试样电化学性能测试方法及原理
2.5.1 电化学性能测试实验装置
2.5.2 循环伏安测试方法及其原理
2.5.3 恒流充放电测试方法及其原理
第三章 电沉积法制备NiO/TiO2复合结构及其电容性能研究
3.1 引言
3.2 电沉积法制备NiO/TiO2复合结构的原理
3.3 实验部分
3.3.1 实验试剂和仪器
3.3.2 TiO2有序纳米管阵列薄膜的制备
3.3.3 电沉积法制备NiO/TiO2纳米复合结构
3.3.4 电化学沉积制备的NiO/TiO2试样的物理表征
3.3.5 电化学沉积制备的NiO/TiO2试样的电化学性能测试
3.4 结果与讨论
3.4.1 电沉积试样的表面形貌(FESEM)分析
3.4.2 电沉积试样X射线衍射(XRD)分析
3.4.3 X光电子能谱(XPS)分析
3.4.4 循环伏安测试
3.4.5 恒流充放电测试
3.5 本章小结
第四章 化学浸渍法制备NiO/TiO2复合结构及其电容性能研究
4.1 引言
4.2 化学浸渍法原理
4.3 实验部分
4.3.1 实验试剂和实验仪器
4.3.2 TiO2有序纳米管阵列薄膜的制备
4.3.3 化学浸渍法制备NiO/TiO2纳米复合结构
4.3.4 化学浸渍法制备的NiO/TiO2试样的电化学性能测试
4.4 结果与讨论
4.4.1 NiO/TiO2试样的晶体结构分析
4.4.2 NiO/TiO2复合结构的表面形貌(FESEM)表征
4.4.3 样品的循环伏安测试
4.4.4 样品的恒流充放电测试
4.5 本章小结
第五章 化学浴法制备NiO/TiO2复合结构及其电容性能研究
5.1 引言
5.2 化学浴沉积法原理
5.3 实验部分
5.3.1 TiO2有序纳米管阵列薄膜的制备
5.3.2 化学浴沉积法制备NiO/TiO2复合结构
5.3.3 化学浴法制备的NiO/TiO2试样的电化学性能测试
5.4 结果与讨论
5.4.1 XRD分析
5.4.2 NiO/TiO2复合结构的形貌分析
5.4.3 NiO/TiO2复合结构的循环伏安性能
5.4.4 NiO/TiO2复合结构的恒流充放电性能
5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
硕士期间发表论文和申请专利情况
本文编号：3788539
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 超级电容器工作原理及分类
1.2.1 双电层电容器
1.2.2 赝电容器
1.3 超级电容器的特点及应其用
1.4 超级电容器的电极材料
1.4.1 碳材料
1.4.2 过渡族金属氧化物材料
1.4.3 导电聚合物材料
1.5 NiO电极材料的研究现状
1.5.1 NiO的晶体结构
1.5.2 NiO电极材料的电化学反应机理
1.5.3 纳米NiO的制备方法
1.6 NiO/TiO2复合结构在超级电容器中的发展现状
1.6.1 TiO2纳米管在超级电容器中的应用
1.6.2 NiO/TiO2复合结构在超电容中的发展现状
1.7 课题研究意义及主要内容
第二章 实验方案及表征方法
2.1 实验内容及技术路线
2.1.1 实验主要研究内容
2.1.2 技术路线
2.2 实验试剂与仪器
2.2.1 实验试剂及实验材料
2.2.2 实验仪器
2.3 NiO/TiO2复合结构的制备
2.4 NiO/TiO2复合结构的表征及性能测试方法
2.4.1 场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析
2.4.2 X射线衍射(XRD)分析
2.4.3 能谱定量分析(EDS)
2.4.4 X射线光电子能谱仪(XPS)
2.5 NiO/TiO2试样电化学性能测试方法及原理
2.5.1 电化学性能测试实验装置
2.5.2 循环伏安测试方法及其原理
2.5.3 恒流充放电测试方法及其原理
第三章 电沉积法制备NiO/TiO2复合结构及其电容性能研究
3.1 引言
3.2 电沉积法制备NiO/TiO2复合结构的原理
3.3 实验部分
3.3.1 实验试剂和仪器
3.3.2 TiO2有序纳米管阵列薄膜的制备
3.3.3 电沉积法制备NiO/TiO2纳米复合结构
3.3.4 电化学沉积制备的NiO/TiO2试样的物理表征
3.3.5 电化学沉积制备的NiO/TiO2试样的电化学性能测试
3.4 结果与讨论
3.4.1 电沉积试样的表面形貌(FESEM)分析
3.4.2 电沉积试样X射线衍射(XRD)分析
3.4.3 X光电子能谱(XPS)分析
3.4.4 循环伏安测试
3.4.5 恒流充放电测试
3.5 本章小结
第四章 化学浸渍法制备NiO/TiO2复合结构及其电容性能研究
4.1 引言
4.2 化学浸渍法原理
4.3 实验部分
4.3.1 实验试剂和实验仪器
4.3.2 TiO2有序纳米管阵列薄膜的制备
4.3.3 化学浸渍法制备NiO/TiO2纳米复合结构
4.3.4 化学浸渍法制备的NiO/TiO2试样的电化学性能测试
4.4 结果与讨论
4.4.1 NiO/TiO2试样的晶体结构分析
4.4.2 NiO/TiO2复合结构的表面形貌(FESEM)表征
4.4.3 样品的循环伏安测试
4.4.4 样品的恒流充放电测试
4.5 本章小结
第五章 化学浴法制备NiO/TiO2复合结构及其电容性能研究
5.1 引言
5.2 化学浴沉积法原理
5.3 实验部分
5.3.1 TiO2有序纳米管阵列薄膜的制备
5.3.2 化学浴沉积法制备NiO/TiO2复合结构
5.3.3 化学浴法制备的NiO/TiO2试样的电化学性能测试
5.4 结果与讨论
5.4.1 XRD分析
5.4.2 NiO/TiO2复合结构的形貌分析
5.4.3 NiO/TiO2复合结构的循环伏安性能
5.4.4 NiO/TiO2复合结构的恒流充放电性能
5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
硕士期间发表论文和申请专利情况
本文编号：3788539
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3788539.html
