石墨烯与导电聚合物复合材料的制备以及在超级电容器方面的应用

发布时间：2023-09-17 16:27

　　随着经济和科学技术的发展,人们对能量的需求也日益增多。如今能量的主要来源是化石燃料的燃烧以及少量的风能、核能以及地热能等。然而,传统化石燃料属于不可再生资源并且由于近些年的无节制的大量开采,已经日趋枯竭。同时,燃烧化石燃料所产生的污染性气体已经给环境和人类健康造成极大的影响。因此,开发清洁、可再生的新能源已成为目前世界各国关注的焦点。超级电容器作为一种电化学储能或者转化装置,由于其具备高的功率密度、极好的循环稳定性、快速的充放电性能、无污染零排放以及较宽的工作电压,现在已受到了相当大的关注。一般来说,根据电极材料不同的能量储存机理,超级电容器分为两类:双电层电容器和赝电容器。前者主要依靠电极与电解质之间形成的界面双电层电容储能的装置。其代表性的材料为碳材料,例如,活性炭、介孔碳以及石墨烯等。后者也叫作法拉第电容器,是利用快速并且可逆的电荷转移在电极和电解质的表面产生电容。其代表性材料是以金属氧化物/氢氧化物和导电聚合物为代表,例如,氧化钴、氢氧化镍、聚苯胺和聚吡咯等。由于碳材料具有好的循环稳定性但是表现低电容的性能,而赝电容材料表现出高电容性能却具有差的循环稳定性。近年来,将碳材料和赝...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器概述
        1.2.1 超级电容器构造
        1.2.2 超级电容器的工作原理
        1.2.3 超级电容器的性能指标
        1.2.4 超级电容器的特点
        1.2.5 超级电容器的应用
    1.3 双电层碳材料概述
        1.3.1 石墨烯的制备
        1.3.2 石墨烯的应用领域和展望
    1.4 赝电容材料概述
        1.4.1 金属氧化物电极材料
        1.4.2 导电聚合物电极材料
        1.4.3 金属硫化物电极材料
    1.5 论文的研究思路及主要内容
第二章 还原氧化石墨烯/聚天青C复合物的合成以及在超级电容器中应用
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料与仪器
        2.2.2 氧化石墨烯的制备
        2.2.3 rGO/PAC复合物的制备
        2.2.4 样品形貌与结构表征
        2.2.5 样品电化学性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 SEM表征分析
        2.3.2 FTIR表征分析
        2.3.3 XPS表征分析
        2.3.4 Raman表征分析
        2.3.5 CV测试分析
        2.3.6 GCD测试分析
        2.3.7 EIS和循环稳定性的测试分析
    2.4 本章小结
第三章 还原氧化石墨烯/聚天青C/氢氧化镍三元复合物的合成以及在超级电容器中的应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料和仪器
        3.2.2 氧化石墨烯的制备
        3.2.3 rGO/PAC/Ni(OH)₂三元复合物的制备
        3.2.4 样品形貌与结构表征
        3.2.5 样品电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 SEM形貌表征
        3.3.2 XRD表征分析
        3.3.3 Raman和FTIR表征分析
        3.3.4 XPS表征分析
        3.3.5 CV测试分析
        3.3.6 GCD测试分析
        3.3.7 EIS测试分析
        3.3.8 循环稳定性能测试分析
    3.4 本章小结
第四章 还原氧化石墨烯/镍钴硫化物/聚天青C三元复合物的合成以及在超级电容器中的应用
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料和仪器
        4.2.2 氧化石墨烯的制备
        4.2.3 rGO/NiCo₂S₄/PAC三元复合物的制备
        4.2.4 样品形貌与结构表征
        4.2.5 电化学性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 SEM表征分析
        4.3.2 XRD表征分析
        4.3.3 Raman和FTIR的表征分析
        4.3.4 XPS表征分析
        4.3.5 CV测试分析
        4.3.6 GCD测试分析
        4.3.7 EIS测试分析
        4.3.8 循环稳定性能测试分析
    4.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表的专利和论文
致谢



本文编号：3847788