改性氧化石墨烯的制备及其超级电容器性能研究

发布时间：2024-04-01 22:56

　　氧化石墨烯具有高电导率、高比表面积、丰富的表面官能团,易于表面修饰改性及自组装形成多级结构,被视为理想的超级电容器电极材料。本论文研究了氧化石墨烯的自组装表面改性,改善氧化石墨烯的导电性,抑制还原氧化石墨烯的石墨化堆积,改善其超级电容器性能。以浓硫酸为溶剂,将GO分散到MPc的浓硫酸溶液中,通过自组装π-π堆叠形成层状结构的复合材料。制备铁(Ⅱ)酞菁(FePc)和氧化石墨烯(GO)的纳米复合材料(命名为FePcGOn)。FePcGO2的独特结构使纳米复合材料大大提高了电导率,加快了电荷转移和电解质迁移的速率,FePc和GO之间紧密的π-π堆积赋予了材料结构稳定性。在三电极体系的测试中,1 Ag^-1的电流密度下FePcGO2具有514 F g^-1的高比容量。在500 Ag^-1的电流密度下具有90 F g^-1的比容量。组装FePcGO2对称超级电容器展现出优异的超级电容器特性,在1 V的电压窗口、1 Ag^-1的电流密度下具有235.6 F g^-1的容量,500...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1超级电容器的分类[5]

天津工业大学硕士学位论文2车。尽管超级电容器的能量密度比常规电容器大，但超级电容器仍比不上电池和燃料电池在能量密度方面的水平。超级电容器主要用于需要多次快速充电/放电周期而不是长期紧凑的能量存储的应用。例如，汽车、公共汽车、火车、起重机和电梯中用于再生制动，短期能量存储或突发模式....

图1-2三种赝电容材料的工作原理分别为欠电位沉积、氧化还原赝电容、插层式赝电容[15]

天津工业大学硕士学位论文41.2.2.2氧化还原赝电容赝电容中电极和电解质之间的电荷转移是通过氧化还原反应发生，因此在性质上属于法拉第反应。其中氧化反应与还原反应都导致了所涉及材料价态的改变。还原反应过程中材料接受电子，价态降低；氧化反应是指电子的释放和价态的增加过程。氧化钌是最....

图3-1FePc与GO不同的比例所制备的FePcGOn(n=0，1，2，3)纳米复合材料的SEM图像

第三章π-π堆叠酞菁铁/氧化石墨烯复合材料的制备及超级电容器性能研究21负极电池壳的顺序，组装对称超级电容器。将组装好的超级电容器在5MPa的压力下保压5s进行封装，得到对称超级电容器。3.3结果与讨论3.3.1材料的微观形貌的分析图3-1是FePcGOn（n=0，1，2，3）材....

图3-2FePcGO2：(a)TEM图，(b─e)面扫描EDX图像分别对应C元素，N元素，Fe元素

天津工业大学硕士学位论文220.356nm。元素面扫图（图3-2b、c、d、e）表明，纳米复合材料中含有C元素以及N和Fe元素，N和Fe元素在FePcGOn复合材料中分布均匀，这证实了FePc分子与GO纳米片的有效复合。通过FePcGOn（n=1，2，3）纳米复合材料的EDX能谱....

本文编号：3945435