基于多羟化Ti 3 C 2 T x 的聚苯胺复合材料合成及电化学性能研究
发布时间：2021-05-06 07:23
MXenes是一类新兴的二维过渡金属碳化物/氮化物系列,具有出色的储能性能,可作为超级电容器的高性能电极材料。Ti3C2Tx作为MXenes典型代表之一具有广阔的应用前景,但是由于刻蚀过程中OH-和F-是竞争取代反应,使得Ti3C2Tx表面分布着大量的化学活性低的-F官能团,还容易得到破碎的,易堆叠的Ti3C2Tx片层,导致其化学活性和电化学性能降低,并且Ti3C2Tx易被氧化成TiO2。受限于Ti3C2Tx固有的电化学性能,本文首先对Ti3C2Tx表面官能团进行改性,降低其表面化学活性低的官能团含量,以达到减少Ti3C2Tx片层自堆叠,增加化学活性和电化学性能的目的,然后通过Ti3C2Tx和聚苯胺（PANI）静电吸附组装的实验方法制备了Ti3C2Tx/PANI复合材料,利用二者的协同作用来提升电极复合材料的电化学性能。本文主要包括以下几个方面:（...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 二维材料在超级电容器中的应用
1.2.1 石墨烯
1.2.2 二维过渡金属氧化物
1.2.3 二维过渡金属硫化物
1.2.4 新型二维材料MXene
1.3 MXene-Ti_3C_2简介
1.3.1 MXene-Ti系类型及制备
1.3.2 Ti_3C_2及其复合材料在电化学方向的应用研究
1.4 本论文的选题意义及目的
第2章 实验方法
2.1 实验部分
2.1.1 实验原料及试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 电极材料的制备
2.2.1 Ti_3C_2T_x的制备
2.2.2 PANI材料的制备
2.2.3 NH-Ti_3C_2T_x/PANI复合材料的制备
2.3 材料表征方法
2.3.1 X-射线衍射(XRD)
2.3.2 透射电子显微镜(TEM)
2.3.3 场发射扫描电子显微镜(SEM)
2.3.4 比表面积和孔径分布(BET)
2.3.5 热重分析(TG)
2.3.6 拉曼光谱(Raman)
2.3.7 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
2.3.8 颗粒表面Zeta电位
2.3.9 X射线光电子能谱(XPS)
2.4 电极制备
2.5 电化学性能测试
2.5.1 循环伏安(CV)
2.5.2 恒流充放电(GCD)
2.5.3 交流阻抗(EIS)
第3章 Ti_3C_2T_x的合成及电化学性能
3.1 引言
3.2 Ti_3C_2T_x的碱刻蚀方法优化
3.2.1 XRD测试分析
3.2.2 SEM测试分析
3.2.3 EDS测试分析
3.2.4 Raman测试分析
3.2.5 电化学性能测试分析
3.3 Ti_3C_2T_x的酸刻蚀制备方法优化
3.3.1 XRD测试分析
3.3.2 循环伏安测试分析
3.3.3 阻抗测试分析
3.4 NH-Ti_3C_2T_x和H-Ti_3C_2T_x结构及其电化学性能分析
3.4.1 形貌表征分析
3.4.2 BET测试分析
3.4.3 FT-IR及 Raman测试分析
3.4.4 XPS测试分析
3.4.5 电化学性能测试分析
3.5 本章小结
第4章 聚苯胺复合材料的合成及电化学性能研究
4.1 引言
4.2 NH-Ti_3C_2T_x/PANI复合材料的结构和电化学性能研究
4.2.1 XRD测试分析
4.2.2 TG测试分析
4.2.3 FT-IR测试分析
4.2.4 电化学性能测试分析
4.3 NH-Ti_3C_2T_x/PANI和 H-Ti_3C_2T_x/PANI的结构和性能关系分析
4.3.1 XRD测试分析
4.3.2 形貌表征测试分析
4.3.3 EDS测试分析
4.3.4 Zeta测试分析
4.3.5 TG测试分析
4.3.6 BET测试分析
4.3.7 FT-IR及 Raman测试分析
4.3.8 电化学性能测试分析
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Two-dimensional vanadium carbide（V2CTx） MXene as supercapacitor electrode in seawater electrolyte[J]. Hongtian He,Qixun Xia,Bingxin Wang,Libo Wang,Qianku Hu,Aiguo Zhou. Chinese Chemical Letters. 2020(04)
[2]工信部召开《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》编制工作启动会[J]. 人民公交. 2019(02)
本文编号：3171507
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 二维材料在超级电容器中的应用
1.2.1 石墨烯
1.2.2 二维过渡金属氧化物
1.2.3 二维过渡金属硫化物
1.2.4 新型二维材料MXene
1.3 MXene-Ti_3C_2简介
1.3.1 MXene-Ti系类型及制备
1.3.2 Ti_3C_2及其复合材料在电化学方向的应用研究
1.4 本论文的选题意义及目的
第2章 实验方法
2.1 实验部分
2.1.1 实验原料及试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 电极材料的制备
2.2.1 Ti_3C_2T_x的制备
2.2.2 PANI材料的制备
2.2.3 NH-Ti_3C_2T_x/PANI复合材料的制备
2.3 材料表征方法
2.3.1 X-射线衍射(XRD)
2.3.2 透射电子显微镜(TEM)
2.3.3 场发射扫描电子显微镜(SEM)
2.3.4 比表面积和孔径分布(BET)
2.3.5 热重分析(TG)
2.3.6 拉曼光谱(Raman)
2.3.7 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
2.3.8 颗粒表面Zeta电位
2.3.9 X射线光电子能谱(XPS)
2.4 电极制备
2.5 电化学性能测试
2.5.1 循环伏安(CV)
2.5.2 恒流充放电(GCD)
2.5.3 交流阻抗(EIS)
第3章 Ti_3C_2T_x的合成及电化学性能
3.1 引言
3.2 Ti_3C_2T_x的碱刻蚀方法优化
3.2.1 XRD测试分析
3.2.2 SEM测试分析
3.2.3 EDS测试分析
3.2.4 Raman测试分析
3.2.5 电化学性能测试分析
3.3 Ti_3C_2T_x的酸刻蚀制备方法优化
3.3.1 XRD测试分析
3.3.2 循环伏安测试分析
3.3.3 阻抗测试分析
3.4 NH-Ti_3C_2T_x和H-Ti_3C_2T_x结构及其电化学性能分析
3.4.1 形貌表征分析
3.4.2 BET测试分析
3.4.3 FT-IR及 Raman测试分析
3.4.4 XPS测试分析
3.4.5 电化学性能测试分析
3.5 本章小结
第4章 聚苯胺复合材料的合成及电化学性能研究
4.1 引言
4.2 NH-Ti_3C_2T_x/PANI复合材料的结构和电化学性能研究
4.2.1 XRD测试分析
4.2.2 TG测试分析
4.2.3 FT-IR测试分析
4.2.4 电化学性能测试分析
4.3 NH-Ti_3C_2T_x/PANI和 H-Ti_3C_2T_x/PANI的结构和性能关系分析
4.3.1 XRD测试分析
4.3.2 形貌表征测试分析
4.3.3 EDS测试分析
4.3.4 Zeta测试分析
4.3.5 TG测试分析
4.3.6 BET测试分析
4.3.7 FT-IR及 Raman测试分析
4.3.8 电化学性能测试分析
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Two-dimensional vanadium carbide（V2CTx） MXene as supercapacitor electrode in seawater electrolyte[J]. Hongtian He,Qixun Xia,Bingxin Wang,Libo Wang,Qianku Hu,Aiguo Zhou. Chinese Chemical Letters. 2020(04)
[2]工信部召开《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》编制工作启动会[J]. 人民公交. 2019(02)
本文编号：3171507
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