超高比表面积多孔碳材料的制备及其超级电容性能研究

发布时间：2023-04-12 01:16

　　超级电容器具有温度范围广、安全性高、循环寿命长、功率密度大、充电速度快等优点,被广泛应用于新能源汽车和新型电子设备中。电极材料是影响超级电容器性能的关键,制备出性能优异的电极材料是目前研究的热点。碳材料由于其稳定的物理和化学性质、丰富的来源以及高的比表面积被广泛用作超级电容器电极材料。本论文阐述了以聚氨酯泡沫和大孔树脂为碳的前驱体,采用一步化学活化法,制备了具有超高比表面积的多孔碳材料,通过BET、XRD、Raman、TEM、SEM和XPS等表征技术对样品进行分析,探究了表面积,孔径和杂原子掺杂对电容性能的影响。具体内容如下:1.氮掺杂超高比表面碳材料的制备及其超级电容性能研究以聚氨酯泡沫为碳源和氮源,KOH为活化剂,通过化学活化法制备了具有超高比表面积的多孔碳材料。实验结果表明,一步法比两步法更简单,制备的碳材料的产率更高且比表面积更大。在700 oC下活化的碳材料FC700具有最高的表面积(3738 m2 g^-1)和最大的孔体积(1.69 cm3 g^-1)。这是由于一步活化法KOH可以与聚氨酯泡沫发生充分的相互作用。在三电极系统中,FC7...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器简介
        1.2.1 超级电容器分类
        1.2.2 超级电容器的组成
        1.2.3 超级电容器的优点及应用
    1.3 碳基电极材料在超级电容器中的应用
        1.3.1 石墨烯
        1.3.2 活性炭
        1.3.3 碳纳米管
    1.4 杂原子掺杂碳材料
    1.5 论文的选题意义及研究内容
        1.5.1 选题意义
        1.5.2 研究内容
第二章 实验内容
    2.1 实验药品和仪器
    2.2 材料表征
        2.2.1 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.2 透射电子显微镜(TEM)
        2.2.3 物理吸附测试(BET)
        2.2.4 粉末X射线衍射(XRD)
        2.2.5 拉曼光谱测试(Raman)
        2.2.6 X射线光电子能谱(XPS)
    2.3 电极材料的性能评价
        2.3.1 循环伏安测试(Cycle voltammetry,CV)
        2.3.2 恒电流充放电测试(Galvanostatic Charge/Discharge,GCD)
        2.3.3 交流阻抗测试(Alternating Current Impedance,AC impedance)
        2.3.4 循环稳定性测试
第三章 氮掺杂超高比表面碳材料的制备及其超级电容性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 高比表面积多孔碳的制备
        3.2.2 电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
    3.4 本章结论
第四章 氧掺杂碳材料的制备及其超级电容性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 PC材料的制备
        4.2.2 电化学测试
    4.3 结果与讨论
    4.4 本章结论
第五章 总结与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3790130