三维多孔碳及其复合材料的构筑与超级电容性能研究
发布时间：2024-05-16 03:23
超级电容器由于高能量密度、快速充放电、成本低廉、环境友好等优点,受到了研究者们的广泛关注。电极材料和电解液作为超级电容器的重要组成部分,是影响其性能的关键因素。目前,多孔碳材料作为应用最广泛的一种双电层电极材料,合理地设计和优化多孔碳材料的结构对于实现优异的性能尤为重要。其次,碳化钼因具有高导电性、低成本、高化学稳定性等优点,成为一种非常有潜力的储能材料,但由于其制备条件的限制,在超级电容器方面的研究很少。近些年,一些研究通过与结构优异的碳材料复合来改善碳化钼的合成过程,并取得了一些效果。本文以制备高性能超级电容器用电极材料为目的,采用简单、高效、易于操作的方法,构筑了具有三维多孔结构特征的电极材料,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等表征手段对合成的材料进行结构和形貌分析,在水系和离子液体两种电解液体系中测试其电化学性能,并通过系统的电化学分析探究了材料结构对电化学储能的影响。具体研究工作如下:一、选用来源丰富,成分单一的玉米淀粉作为原料,通过溶胶凝胶理论构建一个三维网状结构的淀粉凝胶前驱体,经一步碳化制备出高比表面积,大-介-微孔多级孔道...
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 超级电容器概述
1.2.1 超级电容器的发展历程及结构组成
1.2.2 超级电容器的分类及其工作原理
1.2.3 双电层超级电容器电极材料
1.3 三维分级多孔碳材料的研究现状
1.4 过渡金属碳化物的研究现状
1.5 超级电容器电解液概述
1.5.1 水系电解液
1.5.2 离子液体电解液
1.6 本课题的研究思路及内容
1.6.1 研究思路
1.6.2 研究内容
第2章 三维网状分级多孔碳(3D-RPC)的制备及其电化学性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 主要实验试剂与材料
2.2.2 主要实验设备
2.2.3 3D-RPC的制备
2.2.4 材料结构与形貌的表征手段
2.2.5 电极的制备
2.2.6 电极测试体系及器件组装
2.2.7 电化学性能表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 3D-RPC的形成过程分析
2.3.2 3D-RPC的结构与形貌表征
2.3.3 淀粉凝胶前驱体和KOH的量对3D-RPC结构与性能的影响
2.3.4 3D-RPC在水系电解液中的电化学性能研究
2.3.5 3D-RPC在离子液体电解液中的电化学性能研究
2.4 本章小结
第3章 三维分级多孔碳负载Mo2C纳米复合材料(3DHPC-Mo2C)的制备及其电化学性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 主要实验试剂与材料
3.2.2 主要实验设备
3.2.3 3DHPC-Mo2C的制备
3.2.4 材料结构和形貌的表征手段
3.2.5 电极的制备
3.2.6 电极测试体系及装置
3.2.7 电化学性能表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 3DHPC-Mo2C的结构表征
3.3.2 3DHPC-Mo2C与 PC-Mo2C、C-Mo2C的孔径分布对比
3.3.3 3DHPC-Mo2C与 PC-Mo2C、C-Mo2C的形貌表征
3.3.4 NaCl和 K2CO3 的量对3DHPC-Mo2C的影响
3.3.5 3DHPC-Mo2C与 PC-Mo2C、C-Mo2C的电化学性能对比
3.3.6 三维分级多孔碳基体对3DHPC-Mo2C电化学性能的影响
3.3.7 3DHPC-Mo2C的电化学性能研究
3.3.8 3DHPC-Mo2C//AC的电化学性能研究
3.4 本章小结
第4章 MOF来源的三维多孔碳负载Mo2C纳米复合材料(Mo2C/C)的制备及其电化学性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 主要实验试剂与材料
4.2.2 主要实验设备
4.2.3 Mo2C/C的制备
4.2.4 材料结构和形貌的表征手段
4.2.5 电极的制备
4.2.6 电极测试体系及装置
4.2.7 电化学性能表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 Mo2C/C的结构与形貌表征
4.3.2 Mo2C/C在水系电解液中的电化学性能研究
4.3.3 Mo2C/C在离子液体电解液中的电化学性能研究
4.3.4 Mo2C/C//AC的构筑及其电化学性能研究
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间发表的学术论文
本文编号：3974614
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 超级电容器概述
1.2.1 超级电容器的发展历程及结构组成
1.2.2 超级电容器的分类及其工作原理
1.2.3 双电层超级电容器电极材料
1.3 三维分级多孔碳材料的研究现状
1.4 过渡金属碳化物的研究现状
1.5 超级电容器电解液概述
1.5.1 水系电解液
1.5.2 离子液体电解液
1.6 本课题的研究思路及内容
1.6.1 研究思路
1.6.2 研究内容
第2章 三维网状分级多孔碳(3D-RPC)的制备及其电化学性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 主要实验试剂与材料
2.2.2 主要实验设备
2.2.3 3D-RPC的制备
2.2.4 材料结构与形貌的表征手段
2.2.5 电极的制备
2.2.6 电极测试体系及器件组装
2.2.7 电化学性能表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 3D-RPC的形成过程分析
2.3.2 3D-RPC的结构与形貌表征
2.3.3 淀粉凝胶前驱体和KOH的量对3D-RPC结构与性能的影响
2.3.4 3D-RPC在水系电解液中的电化学性能研究
2.3.5 3D-RPC在离子液体电解液中的电化学性能研究
2.4 本章小结
第3章 三维分级多孔碳负载Mo2C纳米复合材料(3DHPC-Mo2C)的制备及其电化学性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 主要实验试剂与材料
3.2.2 主要实验设备
3.2.3 3DHPC-Mo2C的制备
3.2.4 材料结构和形貌的表征手段
3.2.5 电极的制备
3.2.6 电极测试体系及装置
3.2.7 电化学性能表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 3DHPC-Mo2C的结构表征
3.3.2 3DHPC-Mo2C与 PC-Mo2C、C-Mo2C的孔径分布对比
3.3.3 3DHPC-Mo2C与 PC-Mo2C、C-Mo2C的形貌表征
3.3.4 NaCl和 K2CO3 的量对3DHPC-Mo2C的影响
3.3.5 3DHPC-Mo2C与 PC-Mo2C、C-Mo2C的电化学性能对比
3.3.6 三维分级多孔碳基体对3DHPC-Mo2C电化学性能的影响
3.3.7 3DHPC-Mo2C的电化学性能研究
3.3.8 3DHPC-Mo2C//AC的电化学性能研究
3.4 本章小结
第4章 MOF来源的三维多孔碳负载Mo2C纳米复合材料(Mo2C/C)的制备及其电化学性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 主要实验试剂与材料
4.2.2 主要实验设备
4.2.3 Mo2C/C的制备
4.2.4 材料结构和形貌的表征手段
4.2.5 电极的制备
4.2.6 电极测试体系及装置
4.2.7 电化学性能表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 Mo2C/C的结构与形貌表征
4.3.2 Mo2C/C在水系电解液中的电化学性能研究
4.3.3 Mo2C/C在离子液体电解液中的电化学性能研究
4.3.4 Mo2C/C//AC的构筑及其电化学性能研究
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间发表的学术论文
本文编号：3974614
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