掺N多孔炭/氧化镍钴/碳微纳米管复合材料的制备与电容性能研究
发布时间：2020-12-31 13:28
随着新能源的快速发展,超级电容器储能装置已经变得不可或缺,尤其是在一些新型产业,如新能源汽车等。决定超级电容器性能的关键是电极材料。而目前商业化的碳电极材料存在比电容不够高的问题。为了获得性能优良的电极材料,本文以原位聚合的煤基聚苯胺为碳氮源,以乙酸镍和草酸钻作为热解催化剂前驱体,以二茂镍和乙酸镍为碳管生长催化剂前驱体,采用二段炉工艺,联合制备碳微纳米管和掺N多孔炭/镍（钴）。并将三者中的金属离子化后,分别采用水热法、尿素直接沉淀法制备出了掺N多孔炭/氧化镍钴/碳微纳米管复合材料。并对其结构和电容性能进行系统研究,取得的结果如下:采用二段炉工艺、化学气相沉积法成功制备掺N碳微纳米管。氮以石墨化氮的状态掺入碳管中。制备的碳微纳米管形态多样,有直管,弯管,竹节状,糖葫芦串状等。管径范围10-100nm,管长由几百纳米至几十微米,管壁厚10-15m nm。其生长模式主要有:“底端生长”、“顶端生长”、“两端同时生长”、“竹节状生长”三种类型。以乙酸镍分别做热解催化剂及生长催化剂时,碳管产率最高,为9.36 g/l g乙酸镍/320 g煤基聚苯胺。而二茂镍做生长催化剂时,碳微纳米管的品质更好。...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双电层电容器工作状态示意图
图 1.2 在泡沫镍生长出 NiO 纳米片的 SEM 图[42]Fig. 1.2 SEM images of NiO nanoflakes grown on nickelfoam法主要有水热法，化学沉淀法，溶胶-凝胶法。Kim 等[39]利用O/α-Ni(OH)2杂化结构。无碳支撑的复合材料在 10 A/g 的非常达 474 F/g。Paravannoor 等[40]合成 NiO 纳米线，表面积（15 750 F/g，内阻降低至 1.9 Ω。Wu 等[41]通过在 Ni(NO3)2的镍步法，在镍箔上形成超高赝容性能的均匀的氧化镍纳米颗粒了比电容高达 1478 F/g。Zhang 等[42]已成功通过廉价、环保O 纳米片在泡沫镍基底上，得到平均厚度约为 10 nm 的 NiO 纳 左右（如图 1.2）。钴-44]作为一种很有前途的电容电极材料，由于其环保、成本低0 F/g 而受到广泛的研究。Xu 等[45]采用电化学沉积方法制pyrrole (PPy)纳米线阵列（NWAs）作为电极，结果表明该电容的循环稳定性。Gao 等[46]通过水热反应制备了多孔 Zn-O 涂
Table 2.2 The main instruments备 设备型号 生产厂家管式炉 SLQ-5-18 龙口市电炉制炉 SX-G07123 天津市中环电天平 BD-125D 型 北京赛多利斯科作站 AUT-85210 瑞士万通用真空泵 SHB-III 郑州长城科工动搅拌器 JJ-1 常州国华电力搅拌器 MS-H-Pro 上海恒奇仪器的制备与器件组装米管与掺 N 多孔炭/金属的联合制备碳微纳米管与掺 N 多孔炭/金属的联合制备工艺示意图，将原
【参考文献】：
期刊论文
[1]椰壳基超级电容活性炭的制备及其电化学性能研究[J]. 侯敏,孙康,邓先伦,肖凤龙,杨华,林冠烽. 生物质化学工程. 2016(02)
[2]有序介孔碳负载NiCo2O4电极的制备及其超电容性能[J]. 车倩,张方,张校刚,卢向军,丁兵,朱佳佳. 物理化学学报. 2012(04)
[3]等离子体条件下煤基富勒烯的制备及生成机理[J]. 蔺娴,刘旭光,符冬菊,李天保,杨永珍,许并社. 煤炭转化. 2006(04)
硕士论文
[1]碳微球/金属氧化物复合材料的制备及其超电容性能的研究[D]. 周洲.中南大学 2014
[2]石墨烯复合材料、活性炭复合材料的制备及表征[D]. 韩广强.南京理工大学 2014
[3]碳化钛衍生碳的微观结构及其电化学性能研究[D]. 陈鹏.燕山大学 2013
[4]介孔碳超级电容器电极材料的研究[D]. 杨贞胜.兰州理工大学 2011
本文编号：2949686
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双电层电容器工作状态示意图
图 1.2 在泡沫镍生长出 NiO 纳米片的 SEM 图[42]Fig. 1.2 SEM images of NiO nanoflakes grown on nickelfoam法主要有水热法，化学沉淀法，溶胶-凝胶法。Kim 等[39]利用O/α-Ni(OH)2杂化结构。无碳支撑的复合材料在 10 A/g 的非常达 474 F/g。Paravannoor 等[40]合成 NiO 纳米线，表面积（15 750 F/g，内阻降低至 1.9 Ω。Wu 等[41]通过在 Ni(NO3)2的镍步法，在镍箔上形成超高赝容性能的均匀的氧化镍纳米颗粒了比电容高达 1478 F/g。Zhang 等[42]已成功通过廉价、环保O 纳米片在泡沫镍基底上，得到平均厚度约为 10 nm 的 NiO 纳 左右（如图 1.2）。钴-44]作为一种很有前途的电容电极材料，由于其环保、成本低0 F/g 而受到广泛的研究。Xu 等[45]采用电化学沉积方法制pyrrole (PPy)纳米线阵列（NWAs）作为电极，结果表明该电容的循环稳定性。Gao 等[46]通过水热反应制备了多孔 Zn-O 涂
Table 2.2 The main instruments备 设备型号 生产厂家管式炉 SLQ-5-18 龙口市电炉制炉 SX-G07123 天津市中环电天平 BD-125D 型 北京赛多利斯科作站 AUT-85210 瑞士万通用真空泵 SHB-III 郑州长城科工动搅拌器 JJ-1 常州国华电力搅拌器 MS-H-Pro 上海恒奇仪器的制备与器件组装米管与掺 N 多孔炭/金属的联合制备碳微纳米管与掺 N 多孔炭/金属的联合制备工艺示意图，将原
【参考文献】：
期刊论文
[1]椰壳基超级电容活性炭的制备及其电化学性能研究[J]. 侯敏,孙康,邓先伦,肖凤龙,杨华,林冠烽. 生物质化学工程. 2016(02)
[2]有序介孔碳负载NiCo2O4电极的制备及其超电容性能[J]. 车倩,张方,张校刚,卢向军,丁兵,朱佳佳. 物理化学学报. 2012(04)
[3]等离子体条件下煤基富勒烯的制备及生成机理[J]. 蔺娴,刘旭光,符冬菊,李天保,杨永珍,许并社. 煤炭转化. 2006(04)
硕士论文
[1]碳微球/金属氧化物复合材料的制备及其超电容性能的研究[D]. 周洲.中南大学 2014
[2]石墨烯复合材料、活性炭复合材料的制备及表征[D]. 韩广强.南京理工大学 2014
[3]碳化钛衍生碳的微观结构及其电化学性能研究[D]. 陈鹏.燕山大学 2013
[4]介孔碳超级电容器电极材料的研究[D]. 杨贞胜.兰州理工大学 2011
本文编号：2949686
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