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《層次多孔碳電極材料制備及其超級(jí)電容特性的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、ThestudiesonpreparationandsupercapacitivebehaviorsofhierarchicallyporouscarbonselectrodematerialCandidateXiaoyanZhangSupervisorProf.XianyouWangCollegeChemistryProgramPhysicalChemistrySpecializationElectrochemistryChemicalpowersourcesDegreeMasterofScienceUniver
2、sityXiangtanUniversityDateJune2012II湘潭大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下由本人獨(dú)立研究所取得的科研成果。除了文中加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，不包含任何其他個(gè)人或集體撰寫(xiě)發(fā)表的科研成果。對(duì)本論文所取得的科研成果做出一定貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中明確標(biāo)明。本聲明的一切法律后果均由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論
3、文被查閱和借閱。本人授權(quán)湘潭大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日III摘要電化學(xué)電容器(ECs)，又稱(chēng)為超級(jí)電容器、超電容器或者贗電容器，是一種結(jié)合了傳統(tǒng)電容器和電池的新型能量?jī)?chǔ)存設(shè)備及轉(zhuǎn)換裝置，因其具有快速充放電、長(zhǎng)循環(huán)壽命、低內(nèi)阻和高功率密度等特點(diǎn)而引起了研究學(xué)者的廣泛興趣和關(guān)注。ECs的發(fā)展關(guān)鍵在于其高性能電極材料的開(kāi)發(fā)和研究。目前，應(yīng)用最廣泛的電極材料為大比表面
4、碳材料。而碳材料中的層次多孔碳(HPCs)由于合成方法簡(jiǎn)單，具有大比表面、可控孔徑和多種孔結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。本論文以氧化鎳/表面活性劑為雙模板、酚醛樹(shù)脂作為碳源，采用溶膠-凝膠自組裝方法合成了層次多孔碳材料。并探討了表面活性劑(CTAB)初始濃度的改變、不同的活化方法和不同的水系電解液對(duì)層次多孔碳材料的物理結(jié)構(gòu)及其作為超級(jí)電容器電極材料的電化學(xué)性能影響。通過(guò)調(diào)節(jié)硝酸鎳與CTAB初始質(zhì)量比制備了五種層次多孔碳材料。通過(guò)FE-SEM等測(cè)試手段考察了HPCs的形貌，氮?dú)馕摳綔y(cè)試研究了層次多孔碳材料的比表面
5、積和孔徑。其結(jié)果表明所制備的碳材料含有微孔-介孔-大孔的微觀結(jié)構(gòu)。當(dāng)硝酸鎳與表面活性劑初始質(zhì)量比為4:4時(shí)所制備出的HPCs(標(biāo)記為HPCs-3)2-1-1顯示出最大的比表面積(689mg)。在6.0molLKOH電解液中，通過(guò)CV測(cè)-1-1試表明在掃描速率為1mVs時(shí)，HPCs-3單電極比電容高達(dá)272Fg。初始質(zhì)量比為4:4的硝酸鎳與CTAB所制備的碳材料進(jìn)行HNO3和ZnCl2兩種化學(xué)活化，討論不同后處理對(duì)碳材料的物理特性以及電化學(xué)性能的影響。測(cè)試結(jié)果表明活化處理增加了碳材料比表面積；ZnCl2活化增加了碳表
6、面含O官能團(tuán)，而HNO3活化不僅增加了碳表面含O官能團(tuán)，還增加了含N官能團(tuán)。碳材料的電化學(xué)性能經(jīng)過(guò)活化之后有很大的提高。特別是HNO3活化的碳材料(標(biāo)記為HPCs-HNO3)表現(xiàn)出最佳的電化學(xué)性能：最高比電容、穩(wěn)定的循環(huán)性和最小內(nèi)阻。初始質(zhì)量比為4:4的硝酸鎳與CTAB，HNO3活化制備的碳材料組裝成超級(jí)-1-1電容器，研究其在水系電解液2.0molL(NH4)2SO4，2.0molLNa2SO4，0.5mol-1-1LH2SO4和6.0molLKOH中的電化學(xué)性能。結(jié)果表明經(jīng)過(guò)HNO3活化的層次-1多孔碳超級(jí)電容
7、器在6.0molLKOH電解液中，表現(xiàn)出最佳的電化學(xué)性能。循環(huán)壽命測(cè)試結(jié)果顯示活性HPCs超級(jí)電容器在不同水系電解液中，電壓范圍為-10.0~1.0V及0.0~1.2V時(shí)都表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性，特別是在6.0molLKOH電解液中穩(wěn)定性最好，循環(huán)上千次而容量衰減很小。恒流充放電測(cè)試表明在6.0-1molLKOH電解液中的等效串聯(lián)電阻最小為2.83?。關(guān)鍵詞：超級(jí)電容器；層次多孔碳；表面活性劑；活化；水系電解液IVAbstractElectrochemicalcapacitors(ECs),namedsuperca
8、pacitorsorultracapacitorsandpsuedocapacitors,arespecificandnew-styledevicesbycombiningtraditionalcapacitorsandbatteriesforenergystoresandconversion.ECshavegainedasignificantamounto
