基于MgO和CaO的碳基复合材料的合成及其在超级电容器的应用研究

发布时间：2023-06-03 20:59

　　为了满足未来社会的低碳经济和可持续性发展,各国都在努力寻找先进的储能技术,试图在新能源和储能新材料方面取得突破性的进展。其中,超级电容器在储能方面脱颖而出,受到了广泛的关注。本课题基于ⅡA族金属元素(Mg和Ca)和含氧有机配体(对苯二甲酸,H2BDC)的配位作用,通过水热合成法,制备了前驱体Mg-BDC和Ca-BDC。为了得到电化学接触良好的超级电容器电极,制备时将集流体(泡沫镍)置于聚四氟乙烯内衬中参与反应,使前驱体直接生长在多孔的泡沫镍骨架上,再通过高温煅烧的方法得到负载有碳基复合材料C/MgO和C/CaO的泡沫镍,并将其作为超级电容器的负极。对于正极,通过在3 MHC1中一步酸化商业泡沫镍的方法,得到表面负载有Ni(OH)2活性材料的泡沫镍。在0.5MKOH电解液中,上述正负极展现出较为优异的储能性能。具体结果如下:1.酸化泡沫镍正极:三电极测试系统中,以酸化泡沫镍(Acidized NF,ANF)为工作电极,铂丝为对电极,Ag/AgCl为参比电极。在循环伏安法(Cyclic voltammetry)测试中,ANF的CV曲线在一定的电压范围内出现一对氧化还原峰;且在恒电流充放电测...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 超级电容器原理及分类
        1.2.1 双电层电容器
        1.2.2 赝电容器
        1.2.3 双电层电容器、赝电容器与电池充电机理的比较
    1.3 超级电容器电极材料
        1.3.1 电容性的碳材料
        1.3.2 赝电性的金属氧化物材料
        1.3.3 嵌入-赝电性的金属氧化物材料
    1.4 本课题简介
    参考文献
第二章 Ni(OH)₂正极与C/MgO负极的制备及其超级电容器应用研究
    2.1 研究背景
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂和仪器
        2.2.2 制备酸化泡沫镍电极Acidized Nickel Foams(ANF)
        2.2.3 C/MgO-500A/700A/900A电极制备
        2.2.4 C/MgO-900C电极制备
        2.2.5 物相及形貌表征
        2.2.6 电化学性能测试
        2.2.7 电化学计算
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 物相、微观结构及形貌表征
        2.3.2 电化学性能测试
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 C/CaO负极的制备及其超级电容器应用研究
    3.1 研究背景
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂和仪器
        3.2.2 C/CaO-500A/700A/900A电极制备
        3.2.3 物相及形貌表征
        3.2.4 电化学性能测试
        3.2.5 电化学计算
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 物相、微观结构及形貌表征
        3.3.2 电化学性能测试
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果



本文编号：3830032