聚（3,4-乙烯二氧噻吩）/碳材料复合电极材料的制备及性能的研究
发布时间：2023-05-19 03:01
21世纪,解决日趋短缺的能源问题和日益严重的环境污染,对我国的科学技术界带来了挑战,各种高能电能存储装置在未来的人类社会发展中将发挥不可或缺的作用。近几年,对超级电容器的能量储存机理和先进纳米结构材料的研究不断取得新突破,使超级电容器的电化学性能得到了显著的提高。其中,将一种或多种具有高赝电容的物质与不同结构碳材料制备成复合材料,得到具有较高电化学性能的新型电极材料。二氧化锰(MnO2)由于具有高比电容、资源广、价格低廉、制备简单和环境友好等特点,而聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)不仅具有上述优点,还具有高导电性,因此均受到广泛研究。本文选择具有一定机械强度、柔韧性和高导电的碳布(CC)及碳纸(CP)作为碳材料基体,在其表面通过气相蒸发沉积聚合法(EVPP)分别制备了PEDOT/CC、PEDOT/CP、PEDOT/MnO2/CC和MnO2/PEDOT/CC可自支撑复合电极材料,并对复合电极材料的形貌与结构及其电化学性能进行了测试和研究。首先将CC通过浓硫酸表面蚀刻处理后作为基体材料,采用气相蒸发聚合法制备pedo...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 超级电容器概述
1.2.1 超级电容器的发展
1.2.2 超级电容器的结构及特点
1.2.3 超级电容器的种类
1.2.4 超级电容器的电极材料
1.3 PEDOT电极材料研究进展
1.4 课题研究意义及主要内容
第二章 实验原料与测试方法
2.1 主要实验原料及仪器
2.2 复合材料形貌与结构表征
2.2.1 场发射扫描电子显微镜
2.2.2 傅立叶变换红外光谱分析(FT-IR)
2.2.3 X射线衍射分析
2.2.4 X射线光电子能谱(XPS)
2.2.5 拉曼光谱分析(Raman)
2.3 电化学性能测试
2.3.1 恒电流充放电测试
2.3.2 循环伏安测试
2.3.3 交流阻抗测试
2.3.4 循环寿命测试
第三章 PEDOT/碳布复合材料的制备及电化学性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 碳布表面处理
3.2.2 气相蒸发沉积聚合法制备PEDOT/CC复合电极材料
3.3 PEDOT/CC复合材料的结构与形貌表征
3.3.1 FESEM表面形貌
3.3.2 FTIR和XRD表征
3.3.3 Raman表征
3.3.4 XPS表征
3.3.5 PEDOT/CC复合材料的电导率测试
3.4 PEDOT/CC复合材料的电化学性能表征
3.4.1 聚合条件对PEDOT/CC复合材料电化学性能的影响
3.4.2 两电极法PEDOT/CC复合材料电化学性能表征
3.4.3 PEDOT/CC复合材料柔性电极的电化学性能表征
3.4.4 PEDOT/CC复合材料循环稳定性测试
3.5 本章小结
第四章 PEDOT/碳纸复合材料的制备及电化学性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.3 PEDOT/CP复合材料结构形貌表征
4.3.1 SEM
4.3.2 FTIR和XRD表征
4.3.3 Raman表征
4.3.4 XPS表征
4.3.5 PEDOT/碳纸复合材料的电导率测试
4.4 PEDOT/碳纸复合材料电化学性能表征
4.4.1 恒流充放电测试
4.4.2 循环伏安测试
4.4.3 交流阻抗测试
4.4.4 循环稳定性测试
4.5 本章小结
第五章 PEDOT/二氧化锰/碳布复合材料的制备及电化学性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 PEDOT/MnO2/碳布复合材料的制备
5.2.2 MnO2/PEDOT/碳布复合材料的制备
5.3 复合材料形貌与结构表征
5.3.1 FESEM表面形貌
5.3.2 EDS元素分析
5.3.3 FTIR分析
5.3.4 Raman光谱分析
5.3.5 XRD分析
5.3.6 XPS表征
5.3.7 PEDOT/MnO2/碳布复合材料的电导率测试
5.4 PEDOT/MnO2/碳布复合材料电化学性能表征
5.4.1 三电极体系
5.4.2 两电极体系
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3819525
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 超级电容器概述
1.2.1 超级电容器的发展
1.2.2 超级电容器的结构及特点
1.2.3 超级电容器的种类
1.2.4 超级电容器的电极材料
1.3 PEDOT电极材料研究进展
1.4 课题研究意义及主要内容
第二章 实验原料与测试方法
2.1 主要实验原料及仪器
2.2 复合材料形貌与结构表征
2.2.1 场发射扫描电子显微镜
2.2.2 傅立叶变换红外光谱分析(FT-IR)
2.2.3 X射线衍射分析
2.2.4 X射线光电子能谱(XPS)
2.2.5 拉曼光谱分析(Raman)
2.3 电化学性能测试
2.3.1 恒电流充放电测试
2.3.2 循环伏安测试
2.3.3 交流阻抗测试
2.3.4 循环寿命测试
第三章 PEDOT/碳布复合材料的制备及电化学性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 碳布表面处理
3.2.2 气相蒸发沉积聚合法制备PEDOT/CC复合电极材料
3.3 PEDOT/CC复合材料的结构与形貌表征
3.3.1 FESEM表面形貌
3.3.2 FTIR和XRD表征
3.3.3 Raman表征
3.3.4 XPS表征
3.3.5 PEDOT/CC复合材料的电导率测试
3.4 PEDOT/CC复合材料的电化学性能表征
3.4.1 聚合条件对PEDOT/CC复合材料电化学性能的影响
3.4.2 两电极法PEDOT/CC复合材料电化学性能表征
3.4.3 PEDOT/CC复合材料柔性电极的电化学性能表征
3.4.4 PEDOT/CC复合材料循环稳定性测试
3.5 本章小结
第四章 PEDOT/碳纸复合材料的制备及电化学性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.3 PEDOT/CP复合材料结构形貌表征
4.3.1 SEM
4.3.2 FTIR和XRD表征
4.3.3 Raman表征
4.3.4 XPS表征
4.3.5 PEDOT/碳纸复合材料的电导率测试
4.4 PEDOT/碳纸复合材料电化学性能表征
4.4.1 恒流充放电测试
4.4.2 循环伏安测试
4.4.3 交流阻抗测试
4.4.4 循环稳定性测试
4.5 本章小结
第五章 PEDOT/二氧化锰/碳布复合材料的制备及电化学性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 PEDOT/MnO2/碳布复合材料的制备
5.2.2 MnO2/PEDOT/碳布复合材料的制备
5.3 复合材料形貌与结构表征
5.3.1 FESEM表面形貌
5.3.2 EDS元素分析
5.3.3 FTIR分析
5.3.4 Raman光谱分析
5.3.5 XRD分析
5.3.6 XPS表征
5.3.7 PEDOT/MnO2/碳布复合材料的电导率测试
5.4 PEDOT/MnO2/碳布复合材料电化学性能表征
5.4.1 三电极体系
5.4.2 两电极体系
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3819525
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