二氧化锰/三维结构石墨烯电极材料制备及电化学性能

发布时间：2023-06-18 03:58

　　石墨烯材料拥有诸多优异性能,因此有希望成为高性能超级电容器电极材料。但是二维石墨烯易发生片层堆砌复合且比电容较小,这些缺点极大地限制了其在超级电容器领域的应用。为克服上述缺点,论文采用燃烧合成法以及氧化石墨烯自组装方法制备具有微观三维多孔结构的石墨烯材料,通过将三维石墨烯与二氧化锰复合,实现制备高性能超级电容器电极材料目标。本文研究了燃烧合成过程中碳源种类以及自组装过程中还原剂用量对于石墨烯微观三维形貌结构影响,并对其形成机理进行讨论。为了进一步获得高性能超级电容器电极材料,本文提出了新颖的反相微乳液法制备二氧化锰/三维石墨烯复合电极材料。在反相微乳液法的基础上,采用原位合成法制备二氧化锰/三维石墨烯复合电极材料,使二氧化锰/三维石墨烯电极材料电化学性能获得进一步提升。燃烧合成法可以快速制备出具有不同微观三维形貌结构的石墨烯材料。改变碳源(碳酸镁、碳酸钙以及二氧化碳)种类,可以实现对石墨烯微观三维形貌控制。碳源差异会导致石墨烯缺陷密度以及氧化物含量变化,进一步影响其电化学性能。采用机械混合法实现微观三维石墨烯与二氧化锰复合,使材料比电容由27.8 F/g提高到147.2 F/g。探索还...

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器简介
        1.2.1 超级电容器概述
        1.2.2 超级电容器原理及分类
        1.2.3 超级电容器特点
        1.2.4 超级电容器电极材料
    1.3 石墨烯研究概况
    1.4 石墨烯在超级电容器领域应用
    1.5 本文主要研究内容
第2章 试验材料及方法
    2.1 试验原料
    2.2 组织结构与表面化学分析
    2.3 电化学性能测试
第3章 燃烧合成石墨烯/二氧化锰复合电极材料制备及电化学性能
    3.1 引言
    3.2 燃烧合成少层石墨烯及石墨烯/二氧化锰复合电极材料制备
        3.2.1 燃烧合成法制备少层石墨烯
        3.2.2 机械混合法制备石墨烯/二氧化锰超级电容器复合电极材料
    3.3 石墨烯及其二氧化锰复合电极材料形貌及结构表征
        3.3.1 石墨烯及其二氧化锰复合电极材料形貌表征
        3.3.2 石墨烯结构表征
    3.4 燃烧合成石墨烯及其二氧化锰复合电极材料电化学性能
        3.4.1 燃烧合成石墨烯电化学性能
        3.4.2 燃烧合成石墨烯与二氧化锰复合电极电化学性能
    3.5 本章小结
第4章 三维石墨烯自组装法制备及其电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 自组装法制备三维石墨烯
    4.3 自组装三维石墨烯形貌及结构表征
        4.3.1 三维石墨烯形貌表征
        4.3.2 三维石墨烯结构表征
    4.4 三维石墨烯电化学性能表征
    4.5 本章小结
第5章 二氧化锰/三维石墨烯反相微乳液法制备及其电化学性能
    5.1 引言
    5.2 二氧化锰/三维石墨烯复合电极材料反相微乳液法制备
    5.3 反相微乳液法二氧化锰/三维石墨烯形貌及结构表征
        5.3.1 二氧化锰/三维石墨烯形貌表征
        5.3.2 二氧化锰/三维石墨烯结构表征
    5.4 反相微乳液法二氧化锰/三维石墨烯电化学性能表征
    5.5 本章小结
第6章 二氧化锰/三维石墨烯电极材料原位合成及其电化学性能
    6.1 引言
    6.2 原位合成法制备二氧化锰/三维石墨烯电极材料
    6.3 原位合成二氧化锰/三维石墨烯形貌及结构表征
        6.3.1 原位合成二氧化锰/三维石墨烯形貌表征
        6.3.2 原位合成二氧化锰/三维石墨烯结构表征
    6.4 原位合成二氧化锰/三维石墨烯电化学性能表征
    6.5 本章小结
结论
创新点分析
参考文献
攻读学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
博士论文简介



本文编号：3834735