多孔碳及其复合材料的合成及超级电容器性能研究

发布时间：2017-09-04 13:00

  本文关键词：多孔碳及其复合材料的合成及超级电容器性能研究

  更多相关文章： 多孔碳材料 二氧化锰 氢氧化镍 静电纺丝 超级电容器

【摘要】：本文以合成多孔碳及其复合材料为主旨,研究其在超级电容器方面的应用。分别采用了静电纺丝、水热等方法合成了多孔碳纤维、多孔碳纤维@二氧化锰以及多孔碳纤维@二氧化锰@氢氧化镍复合电极材料。主要研究内容如下:(1)以酚醛树酯为碳源,聚乙烯吡咯烷酮为粘合剂及辅助碳源,嵌段共聚物P123及正硅酸乙酯为造孔剂,利用静电纺丝法合成了一系列具有高比表面积的多孔碳纤维材料,其比表面积可达2095 m2 g-1。分别对不同的投料比例的多孔碳纤维进行电化学性能测试,当电流密度为0.5 A g-1时,其比容量可达252 F g-1。多孔碳纤维作为电极材料表现出优异比电容性能和良好的可循环性能。(2)利用简单的水热合成法制备多孔碳纤维@二氧化锰复合材料。高锰酸钾经多孔碳纤维处理还原后得到多孔碳纤维@二氧化锰复合材料。当电流密度为0.5A g-1时多孔碳纤维@二氧化锰纤维复合材料电极的比容量可达520 F g-1。在4000圈后,它的循环性能为90%,说明多孔碳纤维@二氧化锰复合材料电极具有优异的电化学性能。(3)通过简单的水热方法合成一种Ni(OH)2纳米片包裹多孔碳纤维@二氧化锰复合材料,当电流密度为0.5 A g-1时其比容量可达2005 F g-1。并利用6 M KOH溶液作为电解液设计了一种新型的高能量密度非对称超级电容器。该电容器具有能量密度高达44.9 Wh kg-1,良好的循环稳定性和优异的电化学性能。
【关键词】：多孔碳材料 二氧化锰 氢氧化镍 静电纺丝 超级电容器
【学位授予单位】：哈尔滨师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ127.11;TM53
【目录】：

• 摘要9-10
• Abstract10-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 超级电容器的概述11-14
• 1.1.1 超级电容器构成11-12
• 1.1.2 超级电容器原理12-14
• 1.1.3 超级电容器应用14
• 1.2 电极材料14-19
• 1.2.1 碳基电极材料15-17
• 1.2.2 金属氧化物/氢氧化物电极材料17-18
• 1.2.3 复合电极材料18-19
• 1.3 本课题选题的意义、目的和主要研究内容19-21
• 1.3.1 本课题的选题意义、目的19
• 1.3.2 本课题的主要研究内容19-21
• 第2章合成具有超高比表面积的多孔碳纤维及超级电容器性能研究21-30
• 2.1 引言21
• 2.2 实验试剂及仪器设备21-22
• 2.2.1 主要试剂21-22
• 2.2.2 主要仪器22
• 2.3 实验部分22-23
• 2.3.1 酚醛树脂的合成22-23
• 2.3.2 多孔碳纤维的合成23
• 2.3.3 电化学性能的测试23
• 2.4 结果和讨论23-29
• 2.4.1 样品的结构表征23-27
• 2.4.2 电化学性能27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 PCNFs@MnO_2复合材料的合成及超级电容器性能研究30-41
• 3.1 引言30-31
• 3.2 实验试剂及仪器设备31
• 3.2.1 主要试剂31
• 3.2.2 主要仪器31
• 3.3 实验部分31-32
• 3.3.1 多孔碳纤维@二氧化锰31-32
• 3.3.2 电化学性能32
• 3.4 结果和讨论32-40
• 3.4.1 样品的结构表征32-36
• 3.4.2 电化学性能36-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 CF@MnO2@Ni(OH)_2 复合材料的合成及超级电容器性能研究41-54
• 4.1 引言41-42
• 4.2 实验试剂及仪器设备42-43
• 4.2.1 主要试剂42
• 4.2.2 主要仪器设备42-43
• 4.3 实验部分43
• 4.3.1 多孔碳纤维@二氧化锰复合材料的合成43
• 4.3.2 电化学性能测试43
• 4.4 结果和讨论43-53
• 4.4.1 样品的结构表征43-49
• 4.4.2 电化学性能49-53
• 4.5 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-66
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文66-68
• 致谢68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 许开卿;吴季怀;范乐庆;冷晴;钟欣;兰章;黄妙良;林建明;;水凝胶聚合物电解质超级电容器研究进展[J];材料导报;2011年15期

2 梓文;;超高能超级电容器[J];兵器材料科学与工程;2013年04期

3 ;欧盟创新型大功率超级电容器问世[J];功能材料信息;2014年01期

4 周霞芳;;无污染 充电快 春节后有望面市 周国泰院士解密“超级电容器”[J];环境与生活;2012年01期

5 江奇,瞿美臻,张伯兰,于作龙;电化学超级电容器电极材料的研究进展[J];无机材料学报;2002年04期

6 朱修锋,王君,景晓燕,张密林;超级电容器电极材料[J];化工新型材料;2002年04期

7 景茂祥,沈湘黔,沈裕军,邓春明,翟海军;超级电容器氧化物电极材料的研究进展[J];矿冶工程;2003年02期

8 朱磊,吴伯荣,陈晖,刘明义,简旭宇,李志强;超级电容器研究及其应用[J];稀有金属;2003年03期

9 贺福;碳(炭)材料与超级电容器[J];高科技纤维与应用;2005年03期

10 邓梅根,杨邦朝,胡永达;卷绕式活性炭纤维布超级电容器的研究[J];功能材料;2005年08期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 马衍伟;张熊;余鹏;陈尧;;新型超级电容器纳米电极材料的研究[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年

2 张易宁;何腾云;;超级电容器电极材料的最新研究进展[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年

3 钟辉;曾庆聪;吴丁财;符若文;;聚苯乙烯基层次孔碳的活化及其在超级电容器中的应用[A];中国化学会第15届反应性高分子学术讨论会论文摘要预印集[C];2010年

4 赵家昌;赖春艳;戴扬;解晶莹;;扣式超级电容器组的研制[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年

5 单既成;陈维英;;超级电容器与通信备用电源[A];通信电源新技术论坛——2008通信电源学术研讨会论文集[C];2008年

6 王燕;吴英鹏;黄毅;马延风;陈永胜;;单层石墨用作超级电容器的研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（上册）[C];2009年

7 赵健伟;倪文彬;王登超;黄忠杰;;超级电容器电极材料的设计、制备及性质研究[A];中国化学会第27届学术年会第10分会场摘要集[C];2010年

8 张琦;郑明森;董全峰;田昭武;;基于薄液层反应的新型超级电容器——多孔碳电极材料的影响[A];中国化学会第27届学术年会第10分会场摘要集[C];2010年

9 马衍伟;;新型超级电容器石墨烯电极材料的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第7分册）[C];2010年

10 刘不厌;彭乔;孙s，

本文编号：791659