超级电容器用Ni（OH） 2 /g-C 3 N 4 /RGO复合材料的制备及性能研究
发布时间：2021-08-19 17:48
近年来由于传统汽车对环境的污染,各种纯电动汽车发展如雨后春笋,但是电池容量及充放电速度阻碍电动汽车快速的发展。高的功率密度、长的循环寿命、大的极限容量使超级电容器（Electrochemical Supercapacitor,ES）备受研究者的关注,虽然其能量密度较其他电池较高,但为了达到预期的能量密度仍要努力,目前对于ES,电极材料的研究目前还是最为前沿的研究领域。本论文通过不同方法（水热法、微波法）制备Ni（OH）2/g-C3N4/RGO三元复合材料,通过X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱、扫描电镜、热重分析、X射线光电子能谱、比表面积等表征分析了复合材料的组成、形貌、微观结构及还原程度,并测定了复合电极材料的循环伏安（CV）、恒流充放电（GCD）、交流阻抗（EIS）性能,研究结果如下:1.运用Hummers法通过强氧化剂生成氧化石墨（GO）,利用不同还原剂及方法制备三维还原氧化石墨烯,通过表征分析,制备的三维材料还原程度较高,三维立体结构明显;RGO/g-C3N4复合材料中g...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双电层电容示意图
图 1.2 氮化碳的两种基本单元1.4.2 石墨相氮化碳的制备一般来说氮化碳的制备分物理和化学二种。物理法一般用来制备除 g-C3N4以外的其它氮化碳超硬材料，由于设备要求较高所以生产花费较大；化学法包括固相合成法[37]、溶剂热法[38,39]、电化学沉积[40]、热聚合法[41,42]等，由于实验过程简单对设备要求较低，且原材料易得，适合实验室的制备。1.4.3 石墨相氮化碳的应用及研究进展g-C3N4具备原材料丰富、易制备、热稳定性良好等优点，使得它适用于许多方面。在光线较暗的条件下由于 g-C3N4极高的含 N 量仍能催化某些反应，g-C3N4在光催化领域主要用于催化有机复合产物的合成[43]、降解溶液及空气中的有机污染物[44]、作为催化剂分解水制氢[45]。此外，g-CN还可以应用于能量存储等方面[46]。
-14- 3.3 GO 和 RGO-X 的 SEM 图，(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)分别为 GO、RGO-V、RGO-MnRGO-Na、RGO-K、RGO-N 的 SEM 图3.1.5 Raman 分析图 3.4 为 GO 和 RGO-X(X=V、Mn、Na、K、N) 的 Raman 图。由图可知，800-3000 cm-1的范围内，各样品均出现 2 个明显的峰，波长 1333 cm-1处的宽峰应于 D 峰，是由碳材料 sp3杂化的无序振动导致的，代表 RGO 的无序度，波长 15cm-1处的宽峰对应于 G 峰，是由碳原子的振动引起的，代表碳原子 sp2振动量子波长 2663 cm-1处的宽峰对应于 2D 峰。D 峰强度 ID与 G 峰强度 IG的比值(ID/IG)
【参考文献】：
期刊论文
[1]Bi-TiO2/Ti光催化燃料电池的性能研究[J]. 杨开,何琛,徐伟,査瑞,徐云兰. 工业水处理. 2019(03)
[2]超级电容器储能在电动汽车中的应用研究[J]. 邓孝祥,王鑫鑫,李鹏,刘宏洋,王安华,汤旭日. 工业仪表与自动化装置. 2018(06)
[3]石墨烯/层状双氢氧化物纳米复合材料在超级电容器中的应用研究[J]. 傅深娜. 化工新型材料. 2018(08)
[4]静电纺丝纳米纤维基超级电容器电极材料的研究进展[J]. 乜广弟,朱云,田地,王策. 高等学校化学学报. 2018(07)
[5]基于STM32的超级电容器能量管理器设计[J]. 刘剑光,李慧,张育,刘宏华. 通信电源技术. 2018(06)
[6]太阳能光伏发电国外储能技术最新进展[J]. 孟大为,李灏男,张忠智. 科技创新导报. 2018(18)
[7]3D-石墨烯及其聚苯胺复合材料在超级电容器中的研究进展[J]. 杨丽蓉,侯朝霞,王美涵,胡小丹,邹盛男. 功能材料. 2018(03)
[8]聚吡咯电极材料在超级电容器中的研究进展[J]. 张苗苗,刘旭燕,钱炜. 材料导报. 2018(03)
[9]水热反应温度对三维还原氧化石墨烯的形貌、结构和超级电容性能的影响[J]. 汪建德,彭同江,孙红娟,侯云丹. 物理化学学报. 2014(11)
[10]热处理温度对沥青基硼氮共掺杂多孔炭结构与电化学性能的影响[J]. 周颖,王道龙,肖南,侯雨辰,邱介山. 物理化学学报. 2014(06)
博士论文
[1]石墨烯的制备及在超级电容器中的应用[D]. 吴洪鹏.北京交通大学 2012
硕士论文
[1](氢)氧化镍纳米线/RGO三维复合材料制备及电化学性能[D]. 李兴盛.内蒙古科技大学 2017
[2]超级电容器抑制风能随机波动的建模和预测控制方法研究[D]. 吴钢.浙江大学 2013
[3]基于g-C3N4或石墨烯的催化材料的制备及性能研究[D]. 赵珊珊.大连理工大学 2013
[4]石墨烯的制备、表征及电化学性能研究[D]. 张利华.天津大学 2012
本文编号：3351860
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双电层电容示意图
图 1.2 氮化碳的两种基本单元1.4.2 石墨相氮化碳的制备一般来说氮化碳的制备分物理和化学二种。物理法一般用来制备除 g-C3N4以外的其它氮化碳超硬材料，由于设备要求较高所以生产花费较大；化学法包括固相合成法[37]、溶剂热法[38,39]、电化学沉积[40]、热聚合法[41,42]等，由于实验过程简单对设备要求较低，且原材料易得，适合实验室的制备。1.4.3 石墨相氮化碳的应用及研究进展g-C3N4具备原材料丰富、易制备、热稳定性良好等优点，使得它适用于许多方面。在光线较暗的条件下由于 g-C3N4极高的含 N 量仍能催化某些反应，g-C3N4在光催化领域主要用于催化有机复合产物的合成[43]、降解溶液及空气中的有机污染物[44]、作为催化剂分解水制氢[45]。此外，g-CN还可以应用于能量存储等方面[46]。
-14- 3.3 GO 和 RGO-X 的 SEM 图，(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)分别为 GO、RGO-V、RGO-MnRGO-Na、RGO-K、RGO-N 的 SEM 图3.1.5 Raman 分析图 3.4 为 GO 和 RGO-X(X=V、Mn、Na、K、N) 的 Raman 图。由图可知，800-3000 cm-1的范围内，各样品均出现 2 个明显的峰，波长 1333 cm-1处的宽峰应于 D 峰，是由碳材料 sp3杂化的无序振动导致的，代表 RGO 的无序度，波长 15cm-1处的宽峰对应于 G 峰，是由碳原子的振动引起的，代表碳原子 sp2振动量子波长 2663 cm-1处的宽峰对应于 2D 峰。D 峰强度 ID与 G 峰强度 IG的比值(ID/IG)
【参考文献】：
期刊论文
[1]Bi-TiO2/Ti光催化燃料电池的性能研究[J]. 杨开,何琛,徐伟,査瑞,徐云兰. 工业水处理. 2019(03)
[2]超级电容器储能在电动汽车中的应用研究[J]. 邓孝祥,王鑫鑫,李鹏,刘宏洋,王安华,汤旭日. 工业仪表与自动化装置. 2018(06)
[3]石墨烯/层状双氢氧化物纳米复合材料在超级电容器中的应用研究[J]. 傅深娜. 化工新型材料. 2018(08)
[4]静电纺丝纳米纤维基超级电容器电极材料的研究进展[J]. 乜广弟,朱云,田地,王策. 高等学校化学学报. 2018(07)
[5]基于STM32的超级电容器能量管理器设计[J]. 刘剑光,李慧,张育,刘宏华. 通信电源技术. 2018(06)
[6]太阳能光伏发电国外储能技术最新进展[J]. 孟大为,李灏男,张忠智. 科技创新导报. 2018(18)
[7]3D-石墨烯及其聚苯胺复合材料在超级电容器中的研究进展[J]. 杨丽蓉,侯朝霞,王美涵,胡小丹,邹盛男. 功能材料. 2018(03)
[8]聚吡咯电极材料在超级电容器中的研究进展[J]. 张苗苗,刘旭燕,钱炜. 材料导报. 2018(03)
[9]水热反应温度对三维还原氧化石墨烯的形貌、结构和超级电容性能的影响[J]. 汪建德,彭同江,孙红娟,侯云丹. 物理化学学报. 2014(11)
[10]热处理温度对沥青基硼氮共掺杂多孔炭结构与电化学性能的影响[J]. 周颖,王道龙,肖南,侯雨辰,邱介山. 物理化学学报. 2014(06)
博士论文
[1]石墨烯的制备及在超级电容器中的应用[D]. 吴洪鹏.北京交通大学 2012
硕士论文
[1](氢)氧化镍纳米线/RGO三维复合材料制备及电化学性能[D]. 李兴盛.内蒙古科技大学 2017
[2]超级电容器抑制风能随机波动的建模和预测控制方法研究[D]. 吴钢.浙江大学 2013
[3]基于g-C3N4或石墨烯的催化材料的制备及性能研究[D]. 赵珊珊.大连理工大学 2013
[4]石墨烯的制备、表征及电化学性能研究[D]. 张利华.天津大学 2012
本文编号：3351860
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