镍基超级电容器电极材料的控制合成及其电容性质

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1、分类与学号瞧＂０ＵＤＣ级？义違禄Ｈ叫ＩｆｅＹＡＮＧＺＨＯＵＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ博去学侄冷文線基超级电容器电极材料的控制合成及其电容性质李中春占沁Ｊ■Ｉ江苏扬州指哥教川姓名；郭荣教授，扬州大学，，２２５００９申请学位级别：憐去学科专业名称：物理化学论文提义日期：２０１５年４月论文答辩日期：２０１５年５月，学位授了单化扬州大学学位授予□期；２０１５年６月笞囊條ＭｂｍＢＩ２０１５年６月議李中春错基超级电容器电极妨料的控制合成及其电容性质Ｉ中文摘要一超级电容器作为类新兴能量存储器件，由于功率密度高

2、、充放电速率快、循环寿命长、使用温度范围宽、效率高等特点，在许多领域得到了广泛的应用。电极材料对超级电容器的性能起着重要作用。过渡金属氨氧化物和硫化物具有优异的电化学性质且价格低廉、环境友好，近年来它们作为潜在的超级电容器电极材料引起科技工作者的广泛＇－Ｎ关注。本文Ｗ镶基氨氧化物和硫化物（ａｉ（０Ｈ）２、佩Ｓ６、ＮｉＣ〇２Ｓ４）为研巧对象，较系统的研巧了合成条件、结构修饰和材料复合对电极材料电化学性能的影响。具体的工作主要包含Ｗ下五个方面：－Ｎ１．硫酸根与硫离子之间简单的离子交换反应为基础，用ａｉ０Ｈ纳米线与硫化（）２－Ｎｉ０Ｈ。用ＸＲＤ、、ＨＲＴＥＭ

3、、ＡＦＭ、、ＸＰ、钢反应合成多孔穴ａ纳米线ＳＴＥＭＳＡＥＤＳ（）２－ａｎ－ＥＤＳｍｐｐｉｇ和化吸附脱附等温线对多孔穴ａＮｉ０。实验结果表（巧２纳米线进行了表征－明，硫离子部分取代了ａＮｉ０Ｈ纳米线中的硫酸根离子，由于空间体积效应产生了纳（）２－米孔穴，ａ０Ｈ；随着硫化钢溶液浓度的増加Ｎｉ（纳米线表面的孔穴数量和孔穴直径増）２一力口。用循环伏安法－Ｎ、恒电流充放电和交流阻抗进步研巧了多孔穴ａｉ（０Ｈ）２纳米线的电化学电容巧质－Ｎ。电化学实验结果表明，随着孔径的增加，多孔穴ａｉ（０Ｈ）２纳米线的比电容增加－Ｎ。ａｉ（０Ｈ）２纳米线的多孔穴结构有利于电子和离子的传输

4、，有利于电解质的存储，有利于缓解充放电过程中电极的体积变化，因而表现出较大的质量比电容、优异的速率容量和循环稳定性。２－Ｎ．利用氧化石墨締的不同还原程度，在其表面原位控制生长ａｉ０Ｈ纳米线和（）２ｏ－－－ｃＮｉ（ＯＨ纳米粒子，得到ａＮｉ０ＨＮＷｓ／ＲＧＯ复合材料和ａＮｉ０ＨＮＰｓ／ＲＧＯ材）２（）２（）２复合－料。用ＸＲＤ、ＴＥＭ、Ｈ民ＴＥＭ、ＳＡＥＤ、ＸＰＳ、ＥＤＳｍａｐｐｉｎｇ、民ａｍａｎ光谱和化吸附脱－Ｎ－附等温线对ａｉＯＨＮＷｓ／ＲＧＯ复合材料和ａＮｉＯＨＮＰｓ／ＲＧＯ复合材料进行了表征。（）２（）２－ＮａｉＯＨ形貌的不同主要是因为氧

5、化石墨痛比还原氧化石墨婦具有更高的亲水性，还（）２２原氧化石墨赌中ｓｐ杂化碳原子的浓度高于氧化石墨締。循环伏安、恒电流充放电和交－Ｎ流阻抗实验结果表明，ａｉＯＨＮＰｓ／ＲＧＯ复合（）２材料的比容量、速率容量和循环稳定性－－ＮＷＧＯＮＮｉＯＨｓ／ＲｉＯＨＮＰｓ／ＲＧＯ复合材料具有远高于ａ（）２复合材料。这主要是因为ａ（）２２－Ｎ较高的比表面积、较低的电阻Ｗ及较离的ｓｐ碳原子含量。ａｉ（０Ｈ）２ＮＰｓ／ＲＧ０复合材料是一种性能优异的超级电容器电极材料。３．在无模板和表面活性剂的条件下，用六水合氯化攘和硫代乙醇酸钢为起始原料，通过简单的水热路径－，借助气泡模板

6、熟化过程合成了ＮｂＳｅ介孔空也球。用ＸＲＤ、ＴＥＭ、ＨＲＴＥＭ、ＳＡＥＤ、ＥＤＳｍａｎ－Ｎｐｐｉｇ和Ｎ２吸附脱附等温线对ｂＳｅ介孔空也球进行了表征。２扬州大学博壬学位论文实验结果表明，产物的组成和形貌主要取决于反应物的摩尔比、反应温度和反应时间等实验条件。ＮｉｖＳｅ介孔空也球的壳层是由ＮｂＳｅ纳米粒子堆棚而成的介孔层。循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗实验结果表明、，ＮｂＳｓ介孔空也球独特的空屯介祀结构有利于离子和电子的传输，缩短了电解质的扩散程，使得ＮｂＳｓ介孔空也球电极表现出超高的质量比电容和优异的循环稳定性，Ｎ。在２ｍＶ／ｓ的扫描速率下；７Ｓ６介

7、孔空也球的质量比电容为２３２９，．５Ｆ／在ｌＡ／电流密度下ＮｂＳ介孔空也球的质量比电容为２２８３．２Ｆ／在ｇ；ｇｓｇ；５０Ｖ，，２９１ｍ／ｓ的扫描速率下经１０００次连续循环扫描后电极的容量损失率仅为．％；在Ａ、／，５０／，ｇ电流密度下超级电容器的最大能量密度为．７Ｗｈｋｇ因此，ＮｂＳｓ介孔空也球是一种性能优异的超级电容器电极材料。４ＳＨＯＣｏＣ‘’ｌ．在０／Ｗ界面（Ｃ２／２界面），用２６Ｈ２〇和ＮｉＣｌ２