钴（氢）氧化物/掺氮碳纳米管复合材料超级电容器性能研究

发布时间：2023-05-25 02:29

　　超级电容器作为一种高效、绿色环保的化学电源倍受人们关注。在超级电容器研究中,开发高比容的电极材料具有重要的应用价值和理论意义。氮掺杂碳纳米管(NCNTs)具有良好的水分散性和高比表面积及导电性,钴氢氧化物和氧化物能够提供高的赝电容,然而其循环稳定性差。结合二者的特点,开发钴化合物和氮掺杂碳纳米管的复合材料对于开发高性能超级电容器具有重要意义。本文以氮掺杂碳纳米管为载体,采用液相沉积法制备氢氧化钴/氮掺杂碳纳米管复合材料(Co(OH)₂/NCNTs),再以Co(OH)₂/NCNTs为前驱体,利用空气热氧化和氮气气氛下热处理,制备Co₃O₄/NCNTs和CoO/NCNTs复合材料。分别研究原料配比、空气热氧化温度和氮气气氛热处理温度等对制备的Co(OH)₂/NCNTs、Co₃O₄/NCNTs和CoO/NCNTs复合材料的形貌、结构和超级电容器电化学性能影响,并分析对比确定适于超级电容器电极材料的钴基氮掺杂碳纳米管复合材料组成、结构等特征。...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
1.绪论
    1.1 超级电容器的概述
        1.1.1 超级电容器的简介
        1.1.2 超级电容器的特点
        1.1.3 超级电容器的应用
        1.1.4 超级电容器的发展现状
    1.2 超级电容器的工作原理
        1.2.1 双电层电容的工作原理
        1.2.2 法拉第赝电容的工作原理
    1.3 超级电容器电极材料
        1.3.1 碳基电极材料
        1.3.2 金属氧化物/氢氧化物电极材料
        1.3.3 导电聚合物电极材料
    1.4 本文研究意义及主要内容
2.实验及研究方法
    2.1 实验试剂及设备
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器设备
    2.2 材料制备
        2.2.1 氮掺杂碳纳米管制备
        2.2.2 氢氧化钴/氮掺杂碳纳米管复合材料制备
        2.2.3 钴氧化物/氮掺杂碳纳米管复合材料制备
    2.3 材料组织结构表征
        2.3.1 X射线衍射
        2.3.2 材料微观形貌和结构观察
        2.3.3 比表面积及孔径分析
    2.4 电化学性能测试
        2.4.1 电化学测试系统
        2.4.2 电极制备
        2.4.3 循环伏安测试
        2.4.4 交流阻抗测试
        2.4.5 恒流充放电测试
3.结果与讨论
    3.1 氢氧化钴/氮掺杂碳纳米管复合材料
        3.1.1 复合材料形貌、结构和化学组成
        3.1.2 比表面积与孔结构分析
        3.1.3 电化学性能分析
        3.1.4 小结
    3.2 钴氧化物/氮掺杂碳纳米管复合材料
        3.2.1 空气氧化处理Co(OH)₂/NCNTs
        3.2.2 氮气气氛下热处理Co(OH)₂/NCNTs
        3.2.3 小结
4.全文总结
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3822760