Fe 2 O 3 /碳纳米管复合薄膜的可控制备及其电化学性能研究

发布时间：2024-02-28 04:31

　　碳纳米管具有许多独特的性能,如高的比表面积、热导性、机械性能、电子迁移率和稳定的循环性能,可广泛作为电极材料用于锂离子电池、超级电容器、太阳能电池等。然而,碳纳米管的理论比容量只有372 mAh/g,不能完全满足现在材料对于高功率和高能量密度的要求,因此开发性能更好的新型储能材料成为重中之重。到目前为止,已有多种复合材料被报道,如聚合物、氧化物等被引入碳纳米管中,从而提高材料的比容量。在各种过渡金属氧化物中,氧化铁由于成本低、资源丰富、无污染和高的理论比容量而被认为是很有潜力的阳极材料。本文中,我们通过一个简单且可控的方法制备出负载量可调节的Fe₂O₃/单壁碳纳米管复合薄膜,Fe₂O₃纳米颗粒均匀的分布在高导电的单壁碳纳米管网络中。采用化学气相沉积法制备单壁碳纳米管薄膜,通过调节反应源中二茂铁的含量来控制薄膜中纳米Fe颗粒的含量,然后在预定温度下退火处理使得Fe颗粒生成Fe₂O₃颗粒。Fe₂O₃的负载量可通过改变...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 碳纳米管概述
        1.1.1 碳纳米管的分类
        1.1.2 碳纳米管的合成
        1.1.3 碳纳米管的性能
    1.2 碳纳米管在超级电容器中的应用
        1.2.1 超级电容器储能机制
        1.2.2 碳纳米管及其复合材料用作超级电容器电极
    1.3 碳纳米管在锂离子电池中的应用
        1.3.1 锂离子电池储能机制
        1.3.2 碳纳米管及其复合材料用作锂离子电池电极
    1.4 本文研究内容与意义
2 实验仪器、材料及方法
    2.1 概述
    2.2 实验药品及仪器
        2.2.1 药品
        2.2.2 仪器
    2.3 材料主要表征技术
        2.3.1 扫描电子显微镜
        2.3.2 透射电子显微镜
        2.3.3 X-射线衍射光谱分析
        2.3.4 激光拉曼光谱仪
        2.3.5 X射线光电子能谱
        2.3.6 热重分析
        2.3.7 比表面积分析
    2.4 氧化铁/单壁碳纳米管复合薄膜的性能测试
        2.4.1 超级电容器的性能测试
        2.4.2 锂离子电池的性能测试
    2.5 本章小结
3 氧化铁/单壁碳纳米管复合薄膜的制备与表征
    3.1 引言
    3.2 氧化铁/单壁碳纳米管复合薄膜的制备
    3.3 氧化铁/单壁碳纳米管复合薄膜的结构与形貌表征
        3.3.1 氧化铁/单壁碳纳米管复合薄膜的形貌表征
        3.3.2 氧化铁/单壁碳纳米管复合薄膜的热重分析
        3.3.3 氧化铁/单壁碳纳米管复合薄膜的拉曼光谱分析
        3.3.4 氧化铁/单壁碳纳米管复合薄膜的X射线衍射分析
        3.3.5 氧化铁/单壁碳纳米管复合薄膜的X射线光电子能谱分析
        3.3.6 氧化铁/单壁碳纳米管复合薄膜的比表面积分析
    3.4 本章小结
4 氧化铁/单壁碳纳米管复合薄膜超级电容器
    4.1 引言
    4.2 氧化铁/单壁碳纳米管复合薄膜超级电容器的组装
    4.3 氧化铁/单壁碳纳米管复合薄膜超级电容器的电化学性能研究
        4.3.1 不同退火温度对复合薄膜电化学性能的影响
        4.3.2 不同电解液对复合薄膜电化学性能的影响
    4.4 本章小结
5 氧化铁/单壁碳纳米管复合薄膜锂离子电池
    5.1 引言
    5.2 氧化铁/单壁碳纳米管复合薄膜锂离子电池的组装
    5.3 氧化铁/单壁碳纳米管复合薄膜锂离子电池的电化学性能研究
        5.3.1 循环伏安测试
        5.3.2 不同倍率测试
        5.3.3 恒流充放电测试
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
个人简历与研究成果
    个人简历
    研究成果
致谢



本文编号：3913477