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钒氧化物/碳纳米复合材料的制备、表征及在超级电容器中的应用

发布时间:2021-02-23 06:36
  超级电容器作为能源存储和转化系统中极其重要的一员,具备功率密度高、工作寿命长等显著优势,在人类应对严峻的能源紧缺危机的过程中可以发挥极其重要的作用。钒氧化物因具有层状结构、比容量高等特点成为有前景的超级电容器电极材料,但导电性相对较差以及循环寿命较短等劣势限制了其发展;而碳材料独特的低阻抗和高稳定性可与钒氧化物实现功能互补。因此,本文通过简单的水热法制备出三种钒氧化物/碳纳米复合物,借助X射线衍射、红外、拉曼、氮气吸附脱附、扫描电镜、透射电镜等测试方法对其成分、结构、形貌进行了表征,而其电化学性质的评价则借助循环伏安法,恒电流充放电法以及阻抗测试法,结果如下:以V2O5和葡萄糖为原料,利用水热法以及煅烧法设计合成了具有高比面积和丰富孔道结构的无定形碳包覆V2O3核壳纳米棒复合材料V2O3@C。V2O3@C作为单电极材料在0.5 A·g-1下的初始比电容为228 F·g-1

【文章来源】:大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:81 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 超级电容器
        1.1.1 超级电容器的特性
        1.1.2 超级电容器的应用
    1.2 超级电容器的分类和储能机理
        1.2.1 双电层电容器
        1.2.2 赝电容器
    1.3 碳材料
        1.3.1 活性炭
        1.3.2 碳纳米管
        1.3.3 石墨烯
    1.4 钒氧化物
        1.4.1 三氧化二钒
        1.4.2 水合七氧化三钒
    1.5 钒氧化物/碳复合材料在超级电容器中的研究进展
    1.6 选题目的和意义
2 实验试剂、仪器与表征方法
    2.1 实验试剂和仪器
    2.2 样品表征
    2.3 电化学测试方法
        2.3.1 工作电极的制备
        2.3.2 测试体系
        2.3.3 循环伏安法
        2.3.4 恒电流充放电法
        2.3.5 阻抗测试法
2O3核壳复合材料的制备、表征及电容性能">3 碳包覆V2O3核壳复合材料的制备、表征及电容性能
2O3@C复合材料的制备">    3.1 V2O3@C复合材料的制备
2O5 纳米线的制备">        3.1.1 V2O5 纳米线的制备
        3.1.2 前驱体的制备
2O3@C的制备">        3.1.3 V2O3@C的制备
2O3@C复合材料的表征">    3.2 V2O3@C复合材料的表征
2O3@C复合材料的电化学性能">    3.3 V2O3@C复合材料的电化学性能
        3.3.1 单电极的电化学性能
        3.3.2 器件的电化学性能
    3.4 本章小结
xOy/rGO复合材料的制备、表征及电容性能">4 HVxOy/rGO复合材料的制备、表征及电容性能
xOy/rGO复合材料的制备">    4.1 HVxOy/rGO复合材料的制备
        4.1.1 氧化石墨烯的制备
2O5 一元材料的制备">        4.1.2 V2O5 一元材料的制备
xOy/rGO复合材料的制备">        4.1.3 HVxOy/rGO复合材料的制备
xOy/rGO复合材料的表征">    4.2 HVxOy/rGO复合材料的表征
xOy/rGO复合材料的电化学性能">    4.3 HVxOy/rGO复合材料的电化学性能
        4.3.1 GO比例的选择
        4.3.2 循环伏安测试
        4.3.3 恒电流充放电测试
        4.3.4 阻抗测试
        4.3.5 循环稳定性测试
    4.4 本章小结
3O7·H2O/CNT/rGO三元复合材料的制备、表征及电容性能">5 V3O7·H2O/CNT/rGO三元复合材料的制备、表征及电容性能
3O7·H2O/CNT/rGO三元复合材料的制备">    5.1 V3O7·H2O/CNT/rGO三元复合材料的制备
        5.1.1 氧化石墨烯的制备
        5.1.2 碳纳米管的功能化
2O5 一元材料的制备">        5.1.3 V2O5 一元材料的制备
x/CNT二元复合材料的制备">        5.1.4 VOx/CNT二元复合材料的制备
3O7·H2O/CNT/rGO三元复合材料的制备">        5.1.5 V3O7·H2O/CNT/rGO三元复合材料的制备
3O7·H2O/CNT/rGO三元复合材料的表征">    5.2 V3O7·H2O/CNT/rGO三元复合材料的表征
3O7·H2O/CNT/rGO三元复合材料的电化学性能">    5.3 V3O7·H2O/CNT/rGO三元复合材料的电化学性能
        5.3.1 CNT与 GO比例的选择
        5.3.2 循环伏安测试
        5.3.3 恒电流充放电测试
        5.3.4 阻抗测试
        5.3.5 循环稳定性测试
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】:
期刊论文
[1]钒资源利用概况及我国钒市场需求分析[J]. 赵海燕.  矿产保护与利用. 2014(02)
[2]导电聚合物基超级电容器电极材料研究进展[J]. 冯辉霞,王滨,谭琳,雒和明,张德懿.  化工进展. 2014(03)
[3]钒氧化物薄膜的拉曼散射[J]. 王学进,费允杰,熊艳云,聂玉昕,冯克安.  光散射学报. 2001(04)

博士论文
[1]低维功能纳米材料的设计及其在能源存储与转换领域的应用[D]. 包健.中国科学技术大学 2015
[2]低维无机纳米材料的液相控制合成及表征[D]. 刘奕.中国科学技术大学 2006

硕士论文
[1]三维多孔五氧化二钒超级电容器的研究[D]. 霍耀辉.吉林大学 2015
[2]五氧化二钒电极材料的制备及其在电化学电容器中的应用[D]. 王开飞.天津大学 2007



本文编号:3047171

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