金属基双金属氧化物电极材料的合成及其在超级电容器中的应用

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1、—————————————————————金属基双金属氧化物电极材料的合成及其在超级电容器中的应用—————————————————————SynthesisofTernaryOxidesElectrodeMaterialsonConductiveSubstratesandTheirApplicationinSupercapacitors————————————作者姓名：张紫晴专业名称：无机化学研究方向：高压与水热合成化学指导教师：刘晓旸教授学位类别：理学博士培养单位：化学学院论文答辩日期：2018年06月04日授予学位日期年月日论

2、文评阅人：答辩委员会组成：姓名职称工作单位姓名职称工作单位未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士(或硕士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。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作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人

3、和集体，均已在文中以明确方式标明。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：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士■博士学科专业：无机化学论文题目：金属基双金属

4、氧化物电极材料的合成及其在超级电容器中的应用作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：长春市前进大街2699号吉林大学化学学院130012作者联系电话：0431-85168533摘要金属基双金属氧化物电极材料的合成及其在超级电容器中的应用论文作者：张紫晴指导教师：刘晓旸教授专业名称：无机化学摘要实现安全、高效的能源存储是21世纪科学工程中最具挑战的问题之一。电动汽车，智能电网系统和先进电子产品都离不开电能存储系统。由于化石燃料的日益枯竭，来自可再生自然资源（太阳能和风能等）的电能必将成为满足未来能量需求的关键能源。但受到季

5、节和地域变化的影响，可再生能源输电的连续性和稳定性得不到保证，这就需要高效的储能技术将这些间歇性的可再生资源存储起来。超级电容器（SCs）具有功率密度高、周期寿命长、充放电速率快等优点，是一种非常有潜力的电能存储设备。然而，在某种程度上，SCs在实际应用中因为能量密度较低而受到限制。因此，研究开发具有高性能的电极材料尤为重要。本论文旨在设计与合成具有高电容值以及高稳定性的电极材料，选用泡沫镍作为导电基底，将具有独特纳米结构的过渡金属氧化物（主要为双金属氧化物）直接生长在导电基底上，形成具有三维结构的电极材料。所获得的主要研究成果如下

6、：1.通过水热法和煅烧处理，制备了CoMoO4纳米片阵列/泡沫镍电极材料。同时研究了反应温度对其组分及形貌的影响，讨论了CoMoO4纳米片阵列形成的过程，获得了CoMoO4纳米片阵列的最佳合成条件。该无粘结剂的CoMoO4纳米-2片阵列/泡沫镍电极具有优异的电化学性能，在电流密度为10mAcm的条件下，-1-2电容值可达737.6Fg，且在大电流密度20mAcm的条件下循环3000次后，电容保持率达99%。2.通过两步水热法和煅烧处理，制备了具有核-壳结构的CoMoO4@MnO2纳米片阵列/泡沫镍复合电极材料。详细地讨论了作为“壳”

7、结构的MnO2生长密度对其电化学性能的影响，获得了电化学性质最佳的复合电极材料。其电化学性-2能优于单独的CoMoO4电极材料，在电流密度为10mAcm条件下，质量比电-1-2容可达1704.8Fg。且该复合电极具有优异的循环稳定性，在20mAcm的大I吉林大学博士学位论文电流密度下，循环3000次后仍能保持初始电容值的93%。3.通过两步水热法和煅烧处理，制备了具有核-壳结构的CoMoO4@NiMoO4纳米片阵列/泡沫镍复合电极。通过对作为“壳”结构的NiMoO4纳米片的生长密度和尺寸以及复合电极中Co/Ni原子个数比对电极电化学

8、性质影响的讨论，获得了制备CoMoO4@NiMoO4复合电极的最佳合成条件。该复合材料具有独特的核-壳纳米片阵列结构以及理想的活性物质组成，因此表现出优异的电化学性能。-2-1当电流密度为10mAcm时，质量比电容值可达1639.8F