纳米氧化镍、四氧化三钴及镍基石墨烯材料的制备和超级电容器性能研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文纳米氧化镍、四氧化三钴及镍基石墨烯材料的制备和超级电容器性能研究论文作者：蒙涛学生类别：全日制学术型学科门类：化学工程与技术学科专业：化学工艺指导教师：任铁真职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemicalTechnologyPREPARATIONANDELECTRO-CHEMICALPROPERTIESOFNANONICKEL

2、OXIDES,COBALTOXIDESANDNICKEL-BASEDGRAPHENECOMPOSITESbyMengTaoSupervisor:Prof.RenTiezhenMay2015原创性芦明：所呈巧的学位论文，本人郑重声明，是本人在导师指导下进行研究工化前取得的成果，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的巧品内。除文中己经注明引用化内咎外鞋，也不包含本乂为获得其他学位而使用过的材料。对本论义巧涉及的研究工作做化巧献的其地个人或集体。本学位论文原创性禹明的法律责任由本

3、，均已在文中巧确方式标巧人承抵。‘－学化论丈作者篮名，日期：如咬ｒ东关于学位论文版巧使用授板的说明本人完全了骑河北工业乂学关于化集、保存、婚巧学位论义的下巧定：学巧巧权采巧影印、缩巧、扫描、数宇化或其它手读保存论文；学校有权提供本学垃论文全丈或者部分内容的阅览跟宾；学彼有权裕学拉抢丈的全部或部分巧容编入有关数丽库进行检索、巧流：学巧有权向国家有共部口或者机巧迸交语文的每巧件巧巧子版。（偏蓝的学位论文在解密盾边巧本授权说明）刊巧‘每、３学化论文作者帶名日期：＾。

4、少‘导师绘名：曰期；＊，５》／）蛛河北工业大学硕士学位论文摘要超级电容器作为新兴的储能器件，凭借充放电快，功率高，成本低的优点，在交通，工业等方面有着很大的应用前景。纳米金属氧化物具有理想的赝电容特性，与碳基材料结合，可以有效提高电极活性。本论文主要研究纳米氧化镍、四氧化三钴及镍基石墨烯材料的制备，并考察了其超级电容器性能。使用硝酸镍为镍源，尿素为沉淀剂，通过简单的调剂溶剂中水与乙醇的比例溶剂热合成不同形貌（片状，蔟状，花状和球状）的纳米氧化镍。不同形貌的氧化镍有着相似的比表面积。电化

5、学测试结果表明，蔟状的氧化镍在电压窗口为0-0.6V(vs.Ag/AgCl),扫速为5mV/s时，比容量达到了470F/g，500次循环后容量保留率维持稳定。以有机分子均苯三甲酸和邻菲罗啉和氯化钴盐为原料，水热合成棒状的钴的前驱体。在空气氛围500度焙烧3小时得到四氧化三钴纳米棒。由于在焙烧过程中有机分子的燃烧释放气体使四氧化三钴纳米颗粒之间自组装成带有介孔的棒状形貌，并使得其比对照样品Co23O4-B的比表面积高出10倍达到23m/g。经循环伏安，阻抗和恒流充放电测试，结果表明，棒状的四氧化三

6、钴在电压窗口为0.2-0.7V(vs.Ag/AgCl)，扫速为5mV/s时的比容量达到了262F/g，500次循环后容量几乎没有损失。Co3O4//AC组成的非对称的纽扣式装置中，在电压窗口为0-1.5V，比电流为0.1A/g时的比容量为194F/g，比能量为60.6Wh/kg。以石墨，高锰酸钾，硫酸为原料溶剂热合成氧化石墨，经超声分散，加入硝酸镍盐水热合成镍基石墨烯材料。实验考察了石墨烯载体、镍的负载量、测试电压窗口、镍相等因素对超级电容器性能的影响。结果表明，15%-Ni(OH)2/grap

7、hene在电压窗口为0.0–0.7V(vs.Ag/AgCl)，扫速为5mV/s时的最大比容量为2077F/g，并且具有良好的循环寿命。关键字：纳米，氧化镍，四氧化三钴，石墨烯，超级电容器，电化学性能。I河北工业大学硕士学位论文ABSTRACTElectrochemicalsupercapacitors(ESs),alsocalledsupercapacitor,areregardedaspromisingcandidatesforenergystorageduetoshortchargingti

8、me,longcyclelife,andhighpowerdensityandsoon.Makingtheelectrodesmaterialswithenhancedelectrochemicalpropertiesmaybeconsideredasabreakthroughinthefieldofenergytechnology.Nanometaloxidespossessidealpseudocapacitancepropertiesandalsocanachieveanenchanced