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《基于細(xì)菌纖維素合成高性能電極材料及其電化學(xué)儲(chǔ)能的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文題名（中英對(duì)照）：基于細(xì)菌纖維素合成高性能電極材料及其電化學(xué)儲(chǔ)能的研究Preparationofhigh-performanceelectrodematerialsfrombacterialcelluloseforelectrochemicalenergystorage作者姓名：余文丹指導(dǎo)教師姓名及學(xué)位、職稱(chēng)：袁定勝博士、教授學(xué)科、專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：物理化學(xué)學(xué)位類(lèi)型：學(xué)術(shù)學(xué)位論文提交日期：2015年5月論文答辯日期：2015年5月答辯委員會(huì)主席：論文評(píng)閱人：學(xué)位授予單位和日期：摘要作為一種新型儲(chǔ)能裝置，超級(jí)電容器由于能提供比電池更高的功率密度，比傳統(tǒng)電容器更高的能量密度而
2、備受關(guān)注，并且廣泛應(yīng)用到便攜式電子設(shè)備、備用電源以及電動(dòng)交通工具等方面。本文以細(xì)菌纖維素為基底，采用簡(jiǎn)單的合成方法制備出高性能的氮摻雜碳納米纖維、雜原子摻雜碳納米纖維、二硫化三鎳/碳納米纖維復(fù)合物等電極材料。通過(guò)XRD、SEM、TEM、HRTEM、XPS、氮?dú)馕摳綔y(cè)試和電化學(xué)測(cè)試等表征，對(duì)材料的形貌、結(jié)構(gòu)特征和電化學(xué)性能進(jìn)行了詳細(xì)的探究。(1)以細(xì)菌纖維素作為基底，通過(guò)原位聚合實(shí)現(xiàn)與聚吡咯的復(fù)合，并低溫炭化制備出具有部分石墨化結(jié)構(gòu)的氮摻雜碳納米纖維(N-CNFs)。通過(guò)對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征，結(jié)果表明N-CNFs的相互交聯(lián)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有利于電子的快速轉(zhuǎn)移，從而提高電極材料的比
3、電容值、高倍率放電性能和穩(wěn)定性。(2)采用溶液浸漬法將N、P、S等原子引入到細(xì)菌纖維素中，通過(guò)低溫炭化直接制備出雜原子摻雜碳納米纖維(N-CNFs、N,P-CNFs、N,S-CNFs)。細(xì)菌纖維素因其表面含有豐富的官能團(tuán)而容易引入N、N/P和N/S等原子。與N-CNFs、N,S-CNFs對(duì)比，N,P-CNFs的比電容高，循環(huán)穩(wěn)定性好，這是由于N和P的共同摻入對(duì)其電化學(xué)性能的提高有很大幫助。(3)通過(guò)簡(jiǎn)單的水熱法成功合成高性能Ni3S2/碳納米纖維復(fù)合材料(Ni3S2/CNFs)，并將Ni3S2/CNFs作為正極，CNFs作為負(fù)極組裝成非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器。電化學(xué)性能測(cè)試表明，所得的非對(duì)稱(chēng)
4、超級(jí)電容器具有高的功率密度和能量密度和卓越的循環(huán)穩(wěn)定性，且能點(diǎn)亮LED燈，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：細(xì)菌纖維素；碳納米纖維；摻雜原子；復(fù)合材料；電化學(xué)性能；非對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器IABSTRACTSupercapacitorsasanew-typeenergystoragedeviceshavedrawnmuchattentionbecausetheycanprovidehigherpowerdensitythanbatteriesandhigherenergydensitythantraditionaldielectriccapacitors,whichshowgreatpotentia
5、lapplicationforportableelectronics,powerback-up,electricalvehicles,andsoon.Inthispaper,theelectrodematerialsincludingN-dopedcarbonnanofibers(N-CNFs),heteroatom-dopedcarbonnanofibersandNi3S2/carbonnanofibers(Ni3S2/CNFs)weresuccessfullypreparedusingthesimplemethodderivedfrombacterialcellulose(BC)
6、.Themorphologies,structurecharacteristicsandelectrochemicalperformancesofthesematerialswereinvestigatedbyX-raydiffraction(XRD)patterns,scanningelectronmicroscopy(SEM),transmissionelectronmicroscopy(TEM)andhigh-resolutiontransmissionelectronmicroscope(HRTEM),X-rayphotoelectronicspectroscopy(XPS)
7、,N2absorption-desorptionandelectrochemicalmeasurements.(1)N-CNFswithpartialgraphitizationstructureweresuccessfullypreparedviain-situpolymerizationofpyrroleontotheBC,followedbycarbonizeatalowpyrolysistemperature.TheresultsshowthatN
