石墨烯基空心纳米球电极材料构筑及其电容性质研究

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1、分类号ＴＢ３３３密级学号１２２２８８■■■硕±学位论文（学术型）题目石墨帰基空心纳米球电极材料构筑及其电容性质研究作者呂晶指导教师刘宗怀教授－级学科名称材料科学与工程二级学科名称材料学提父曰期二０—五年五月学位论文原削性声明本人声明所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行研究工作所取得的研究成果。尽我所知，除文中己经法明引用的内容和致巧的化方外，本论文不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或他人

2、已申请学位或其他用途使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明并表示谢意。一本学位论文若有不实或者侵犯他人权利的，本人愿意承担切相关的法律责任。（？ｆｌ作者签名！口編曰撕年月日学位论文知识产权及使用授权声明书本人在导师指导下所完成的学位论文及相关成果，知识产权归属陕西师范大学。本人完全了解陕西师范大学有关保存、使用学位论文的规定，允许本论文披査巧和借巧，学校有权保留学位论文并向国家有关部口或化构送交论文的纸巧版和电子版，有巧

3、将本论文的全部或部分内容编入有关巧据库进行检索，可Ｗ采用任何复制手段保存和汇编本论文？本人保证毕业离校后，发表本论文或獅本论文成果时奢名单位仍为陕西师范大学。保密论文解密后适用本声明。扫Ｃ作者签名：台兩日撕年月日摘要＊电化学电容器由于循环寿命长、充放电速度快及环境友好等性质，成为近年一。电极材料是影响电化学电容器性质的重要因素之来备受关注的储能器件。在电化学电容器所研究的电极材料中，石墨稀基电极材料凭借其独特的物理与化学性质，成为电化学电容器重要电极材料研究方向。

4、但是，石墨帰基电极材料制备过程中容易发生团聚，影响其电容的发挥，限制了其在电化学电容器电极材料方面的应用。为改善石墨稀基电极材料制备过程中的团聚现象，开发空必结构石墨稀基电极材料将为改善制备材料的电容性质提供了可能。同时，过渡金属二氧化钮作为电极材料具有比电容高、资源丰富、制备方法简单和环保等优点，己经成为最具潜力的金属氧化物电极材料，但其半导体特征导致的导电性差等问题也亟待解决。为了制备具有较高导电性能和高比容量超级电容器用电极材料，将导电性好的石墨稀与比容量高的二氧化短或聚化

5、咯组分复合组装，利用这些组分么间，期待解决现有电极材料应用过程中的繫端问题。为此的协同效应，本论文采用二氧化还原法与原位聚合法，分别制备了氧化猛／石墨帰空必纳米球复合材料及聚化咯／石墨筛空屯纳米球复合电极材料，系统研究了制备材料的电化学性质，为开发高容量、良好导电性超级电容器电极材料提供了新的研究方法和思路。１全文分为四章：第章（绪论部分）论述了电化学电容器的储能原理、电极用及存在问题，在此基础上讨论了氧化铺、石墨帰及复合材料的材料分类、应结构。第２章采用模板导向法首先制各了空也

6、结构石墨帰纳米、性质与制备方法球，然后通过氧化还原法制备得到了二氧化猛／石墨稀空也纳米球复合电极材料，对所制备材料的结构、形貌Ｗ及电化学性质进行了系统的分析与研究。第３章采用原位聚合方法，制备了聚化咯／石墨帰空也纳米球复合材料，进行了制备复合材４料的结构与形貌表征和电化学性质研究。第章为全文总结。，Ｓｉ化纳米球表面均匀包裹敢醇树脂Ｓ通过模板导向法在，Ｗｉ〇２纳米球为模板，去除模板后制备Ｓｉ〇２纳米球表面均匀包裹齡酸树脂经过高温碳化与石墨化处理、纳米球（ＨＧＲ）。ＨＧ民纳米球纳米

7、球分散在与高儘酸钟溶液中得到石墨插空屯，。Ｍ所得分散液在６０（：回流反应３ｈ，得到了二氧化猛／石墨婦（ｎ化／ＨＧＲ）空也纳－二氧化猛Ｗ５Ｍｎ〇晶相存在，米球复合材料。复合材料中２其纳米片均匀包裹在？９７、自巧科学基金曲１０８２５１１７２１３乃和中央高校基本科研业务费【ＧＫ２０１１０１００３本研究得到国家，ＧＫ２０。１３ＧＵｍ）资助［２－１ＨＧＲ纳米球的表面。复合材料中主要存在介孔结构，其比表面积为２２７ｍｇ。二氧化猛／石墨帰（Ｍｎ〇２／ＨＧＲ）空也纳米球复合材料的最佳制备条

8、件为Ｍｎ〇２：ＨＧＲ。兰电极体系下对制备电极材料Ｍｎ〇２／ＨＧＲ（３．２）进行了电化学性质研摩尔比为３．２－－ｉ－〇〇．８Ｖｖ．ＳＣａＳ〇电解液．２（ｓ巧范围内ｏｌＬＮ４，测试电位窗口为ｌｍ２，究，其在—－ｉ—１１２０ｍＶＳ３６３Ｆ。ｍＶＳ时１０００扫描速度为５时的比电容为ｇ当扫描速度为，圈电容保持率为８６％。复合材料中的介孔结构不仅有利循环伏安测试后复合材料的＋于电解液离子的扩