微介孔复合碳材料的制备及电容器性能研究

发布时间：2017-07-19 17:29

  本文关键词：微介孔复合碳材料的制备及电容器性能研究

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【摘要】：多孔材料是一类孔径可调、比表面高的具有介稳态纳米结构的材料,其孔隙尺寸的大小、数量和分布是影响材料性能的关键因素。因为多孔材料有较大的比表面积,在现代催化工业中,它是很重要的一种催化剂或者催化剂载体,它还被应用到许多其他领域比如电池、吸附和分离、医药等。本文通过蒸发引导自组装的方法合成了一系列以1-萘酚及2-萘酚掺杂酚醛树脂为碳源的微介孔复合材料,初步考察了其电化学性能。主要工作如下:1.利用蒸发引导自组装的方法合成1-萘酚掺杂酚醛树脂为碳源的微介孔复合材料,考查1-萘酚含量对碳材料性质的影响。通过改变酚醛树脂及萘酚与F127的比例,调节介孔孔道结构。F127与酚醛树脂及萘酚在一定的比例范围内可以在120 oC下聚合成复合高分子,高温碳化之后形成微介孔复合碳材料。2.合成2-萘酚掺杂酚醛树脂为碳源的微介孔复合材料制备一系列不同比例的2-萘酚为碳源的微介孔复合材料,考查不同比例的2-萘酚含量对碳材料性质的影响。通过改变酚醛树脂及2-萘酚与F127的比例,得到不同性能的微介孔复合碳材料,并与1-萘酚掺杂合成的碳材料进行比较。3.电化学电容器性能的考察通过循环伏安测试、恒电流充放电测试、交流阻抗测试等分析所制备的微介孔复合碳材料的电化学电容器性能。具体过程为:在三电极体系里,使用CHI660B型电化学工作站进行测试,以新制碳材料电极作为研究电极,铂电极为辅助电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极考察循环伏安性能。考察了交流阻抗等电容器性能。结果显示由2-萘酚掺杂酚醛树脂合成的微介孔复合碳材料制备电极,其电化学电容器性能较好,其中掺杂10%2-萘酚合成的复合碳材料的电化学电容器的比电容为195 F/g。
【关键词】：1-萘酚 2-萘酚 酚醛树脂 电化学性能
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB332;TM53
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 多孔材料概述9-11
• 1.1.1 多孔物质的演变与发展9-10
• 1.1.2 微孔碳材料10-11
• 1.2 介孔材料理论分析11-12
• 1.2.1 介孔碳材料11
• 1.2.2 有序介孔碳材料11-12
• 1.3 介孔碳材料合成方法与形成机理12-16
• 1.3.1 介孔碳材料合成方法12-15
• 1.3.2 介孔碳材料的形成机理15-16
• 1.4 介孔碳材料的应用与研究进展16-18
• 1.4.1 介孔碳材料应用16-17
• 1.4.2 介孔碳材料研究进展17-18
• 1.5 选题意义及研究内容18-19
• 第二章 实验原理及方法19-25
• 2.1 实验原理19
• 2.2 碳材料表征19-20
• 2.2.1 热重、差热分析19-20
• 2.2.2 X-射线衍射分析20
• 2.2.3 透射电镜分析20
• 2.2.4 热重分析20
• 2.3 电化学测试方法20-25
• 2.3.1 循环伏安测试21-22
• 2.3.2 恒电流充放电测试22-23
• 2.3.3 交流阻抗测试23-25
• 第三章 酚醛树脂及 1-萘酚为碳源的微介孔复合材料的制备25-29
• 3.1 实验部分25-29
• 3.1.1 实验试剂及仪器25-26
• 3.1.2 酚醛树脂及 1-萘酚为碳源的微介孔复合材料的制备方法26
• 3.1.3 酚醛树脂及 2-萘酚为碳源的微介孔复合材料的制备方法26-27
• 3.1.4 电化学性能表征实验27
• 3.1.5 分析与讨论27-29
• 第四章 1-萘酚对碳材料的性质的影响29-35
• 4.1 X射线衍射(XRD)29-30
• 4.2 TG分析30-31
• 4.3 BET数据分析31-33
• 4.4 TEM分析33
• 4.5 本章小结33-35
• 第五章 2-萘酚掺杂微介孔复合碳材料的合成35-43
• 5.1 X射线衍射(XRD)35-36
• 5.2 N_2物理吸脱附36-39
• 5.3 透射电子显微镜(TEM)39
• 5.4 电化学性质数据分析39-42
• 5.4.1 循环伏安特性40
• 5.4.2 恒电流充放电40-41
• 5.4.3 交流阻抗测试41-42
• 5.5 本章小结42-43
• 第六章 总结与展望43-45
• 参考文献45-53
• 致谢53-54
• 攻读学位期间发表的学位论文54

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本文编号：564048