碳纳米材料宏观体的制备与储能应用

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1、国内图书分类号：D否_】}a7f国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文碳纳米材料宏观体的制备与储能应用年姓级：2Q!!专业：挝料型堂皇王猩指导老师：、江查数援2014年05月ClassifiedIndex：o$t8．7tU．D．c：i’?SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisPERPARATIONOFCARBONNANOMATEIUALSMACROSCOPICBODYANDTHEIRAPPLICATIONSINENERGYSTORAGEGrade：2011Candidate：HeLa

2、meiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsScienceandEngineeringSupervisor：Prof．JiangQiMAY,2014本论文受以下项目的资助：国家杰出青年科学基金资助项目(50588201)国家自然科学基金资助项目(50907056)中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(SWJTU09CX053)四川省科技攻关计划资助项目(05GG0092003，2006202200621)四川省应用基础研究基金资助项目(2008JY

3、0061)特此表示感谢!西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索j可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密囱，使用本授权书。(请在以上方框内打“v”)学位论文作者签名：和脂翔日期：20h曲．旧⋯Et嘲：期：汐f够、r·cy．西南交通大学曲南父逋大字硕士学位论文主要工

4、作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：该论文以碳材料为基础，主要探讨了不同方法制备的碳纳米管宏观体，并以宏观体概念为基础，将三种碳系材料复合在一起，得到碳系三元复合材料。论文中对所得材料的形貌进行观察，电学、电化学性能进行测试，结果表明，宏观体材料具有优异的电学及电化学性能，碳系材料复合后得到的电化学性能有了进一步提高。具体有以下工作和贡献：1．采用明胶法将粉状碳纳米管(CNT)制备成碳纳米管网前驱体(g．CNTNp)及碳纳米管网(g．CNTN)，对其电化学性能进行表征，实验结果表明，经CNT二次生长后得到的g-CNTN

5、具有更加优异的电化学性能。2．通过界面静置法将粉状CNT制备碳纳米管网前驱体(i．CNTNp)，经过后续处理后得到碳纳米管网(i．CNTN)，对其力学、电学及电化学性能进行研究，结果表明，经过处理后得到的i-CNTN具有更加优异的力学及电学性能，电化学性能也有很大的提高。3．依据宏观体及网状材料的概念，以纯化碳纤维(pCF)为基底，经过原位复合CNT及高温还原石墨烯(HGR)，得到了碳系三元网络复合材料(pCF／CNT／HGR)，并对其电学及电化学性能进行表征。实验结果表明，pCF经过CNT及石墨烯的原位修饰后，电化学性能有了很大的提高，

6、为网状复合材料提供了新的制备方法。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：和储构日期：301'1-．口5。一．西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要电化学超级电容器(ElectrochemicalSuperCapacitor，ESC)，作为一种性能介于传统电容器和电池之间的新型储能器件，由于其充放电速

7、率快，效率高，对环境无污染，循环寿命长等优异性能而受到世界范围内的广泛关注，具有广阔的应用前景。电极材料的选择对电化学超级电容器的制备及性能的影响至关重要。作为一类主要的电极材料，碳系材料的发展先后出现了多孔碳材料、活性碳材料、炭气凝胶、碳纳米管(CNT)及最近研究热点的石墨烯。其中CNT自1991年被Iijima发现以来，就以其超强的力学性能，极高的长径比，较高的化学及热稳定性，超强的导电性能、储氢能力、吸附能力及其独特的结构而得到世界范围内的广泛关注。然而经石墨电弧法、化学气相沉7积法及激光蒸发法制备的CNT在宏观观察下均呈超细粉状，

8、由于其表面惰性、尺寸效应而影响其优势的发挥。如果能将其制备成宏观体，如碳纳米管网、碳纳米管薄膜等，则可有效解决此问题。碳纤维由于其孔隙发达及比表面积大而成为一种典型的电极材料。而石墨烯的高比表