基于碳材料的多维复合结构构筑及其超级电容器性能研究

发布时间：2023-04-30 04:06

　　为了解决能源短缺的问题,世界范围内各个国家对风能、太阳能、潮汐能等清洁能源的开发与利用不断加大。与此同时,电动汽车、便携式电子设备的也在不断发展进步。超级电容器作为一种拥有高功率、可快速充放电、超长循环寿命等优点的储能器件,受到国内外研究者的广泛关注。电极材料是影响超级电容器性能的重要因素,而电极材料的性能则依赖于其结构和组成。大的比表面积、合理的孔道结构有利于活性位点的充分暴露以及电解质离子的充分快速迁移,提高电化学性能。将具有法拉第氧化还原反应的电极材料与以活性炭、石墨烯、碳纳米管等碳材料相结合,可在保证循环稳定性和倍率性能的情况下,提高其比电容,从而提升电极材料的综合性能。为提高超级电容器电极材料的综合性能,本论文主要进行以下三部分的研究:(1)生物质衍生碳负载Co₃O₄的制备及其超级电容器性能作为一类优良的碳材料,生物质衍生的活性炭来源广泛、生产成本低廉,且表面含有丰富的含氧官能团,这将有利于其他粒子在其表面的异相形核,从而实现复合结构的构筑。本文利用小麦面粉为碳源,经过高温碳化活化,得到三维多孔的生物质活性炭(BPC)。以BPC为基...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器概述
        1.2.1 超级电容器的简介
        1.2.2 超级电容器的分类
        1.2.3 超级电容器的结构与特性
        1.2.4 常见的超级电容器电极材料
    1.3 碳材料在超级电容器电极材料中的应用
        1.3.1 活性炭
        1.3.2 石墨烯
        1.3.3 碳纳米管
    1.4 金属有机骨架(MOFs)材料在超级电容器电极材料中的应用
        1.4.1 MOFs衍生碳材料
        1.4.2 原生MOFs
        1.4.3 MOFs衍生过渡金属化合物
    1.5 本论文的选题依据与研究内容
        1.5.1 本论文的选题依据
        1.5.2 本论文的研究内容
第2章 面粉衍生的三维多孔生物质碳负载Co₃O₄的制备及其超级电容器性能
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与仪器
        2.2.2 样品制备
        2.2.3 样品表征
        2.2.4 超级电容器性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 形貌与结构
        2.3.2 超级电容器性能
    2.4 本章小结
第3章 氧化石墨烯负载金属有机骨架材料衍生的二维Zn/Co氧化物复合材料的制备及其超级电容器性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与仪器
        3.2.2 样品制备
        3.2.3 样品表征
        3.2.4 超级电容器性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 形貌与结构
        3.3.2 超级电容器性能
    3.4 本章小结
第4章 自支撑石墨烯基复合电极的制备及其超级电容器性能
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂与仪器
        4.2.2 样品制备
        4.2.3 样品表征
        4.2.4 超级电容器性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 形貌与结构
        4.3.2 超级电容器性能
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录



本文编号：3806387