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《碳_錳氧化合物復(fù)合材料的制備及電性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文碳/錳氧化合物復(fù)合材料的制備及電性能研究PREPARATIONANDPROPERTIESOFCARBON/MAGNGANESEOXIDECOMPOSITES李劍楠哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月國內(nèi)圖書分類號：TG151學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621.78密級：公開工程碩士學(xué)位論文碳/錳氧化合物復(fù)合材料的制備及電性能研究碩士研究生：李劍楠導(dǎo)師：劉淑娟副教授申請學(xué)位：工程碩士學(xué)科：材料工程所在單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2015年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex
2、:TG151U.D.C:621.78DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringPREPARATIONANDPROPERTIESOFCARBON/MAGNGANESEOXIDECOMPOSITESCandidate：JiannanLiSupervisor：Vice-Prof.ShujuanLiuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Materialphysics&chemistryAffiliation
3、：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要隨著能源問題和環(huán)境問題的日益成為熱點問題，新的儲能器件如超級電容器逐漸成為了化學(xué)和材料科學(xué)研究的熱門方向。超級電容器電極材料產(chǎn)生電容的原因有雙電層電容與贗電容，相對來說，贗電容所能帶來的比容量更大，但在同樣的充放電循環(huán)次數(shù)作用下，雙電層盡管所能貢獻(xiàn)
4、的比電容小，但其循環(huán)穩(wěn)定性相對更高。氧化錳是標(biāo)準(zhǔn)的贗電容材料，因具備高比電容、成本低廉和低毒性等特性，是電容器活性材料制備領(lǐng)域中的熱門材料。碳材料是雙電層電容材料，依靠其低電阻性與高比面積，充放電過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此碳材料是一種高循環(huán)穩(wěn)定性的電極材料。為突破單一材料的局限性，可以制備兩種材料的復(fù)合材料，試圖通過利用碳材料的高導(dǎo)電性和高穩(wěn)定性，以及氧化錳的高比電容特性，制備具有良好性能的電極復(fù)合材料。本論文研究以多孔碳為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，制備了三種多孔碳/氧化錳的復(fù)合材料，通過多種表征手段探索了多孔碳以及其復(fù)合材料的制
5、備工藝，并進(jìn)一步測量了三種復(fù)合材料的電化學(xué)性能。以石墨粉為原料分別使用微波法和改進(jìn)氧化法制備了氧化石墨烯（GO），發(fā)現(xiàn)微波法制備GO的產(chǎn)量很低，而且制備的是多層的GO層片，改進(jìn)的氧化法不但產(chǎn)率大，并且可以合成大量單層的GO。以抽濾法制備了石墨烯的介孔薄膜，通過水熱法制備了三維石墨烯凝膠，通過高溫碳化法將豬骨燒結(jié)成多孔碳材料，并研究了影響各個材料微結(jié)構(gòu)的制備工藝。制備了三維石墨烯/氧化錳納米棒和三維石墨烯/氧化錳納米花復(fù)合材料，并測試其電化學(xué)性能，通過調(diào)控氧化錳納米棒和GO的質(zhì)量比調(diào)控復(fù)合材料的電性能，發(fā)現(xiàn)氧化錳和G
6、O的質(zhì)量比為2:3時比電容最高，最終得到復(fù)合材料的比電容分別為75F/g和244F/g。首次使用微波水熱法制備豬骨多孔碳/氧化錳復(fù)合材料，分別研究了材料組成、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度對材料比電容性能的影響，得出多孔碳與高錳酸鉀的質(zhì)量比為1:2，反應(yīng)時間3min，反應(yīng)溫度為180℃下制備得到的豬骨多孔碳/氧化錳復(fù)合材料的電性能最優(yōu)，比電容可達(dá)到73F/g。關(guān)鍵詞：石墨烯；多孔碳；氧化錳；超級電容器-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractTheelectrodematerialofthesupercapacito
7、rhasboththedoublelayercapacitanceandthepseudocapacitance.Pseudocapaciancealwayspresentlagercapacityinonecapacitor,butittoleratelesschargeanddischargecyclesthandoublelayercapacitance.Althoughthedoublelayercapacitancecontributelesstothecapacity,thematerialappear
8、noreactioninthecycles.Aspseudocapacitivematerial,manganeseoxideshavehighspecificcapacitance,lowcostandlowtoxicity.Carbonbasedmaterialsexhibitpredominatlystaticdoublelayercapacitenc
