不锈钢基碳纳米管阵列/MnO 2 复合电极的制备及电容性能研究

发布时间：2024-02-27 11:30

　　超级电容器作为一种高效的能量存储装置,具有广阔的应用前景。碳纳米管因具有高的比表面积和良好的导电性,是超级电容器研究的热点材料,但制备过程通常采用催化剂和粘结剂,对电化学性能和力学性能存在严重影响。本论文在316L不锈钢表面进行化学气相沉积(CVD)制备碳纳米管阵列,无需外源催化剂和粘结剂,即可用于超级电容器电极。直接在不锈钢基体上生长的碳纳米管阵列与基底结合牢固,接触电阻极小,具有很高的比表面积。通过可控氧化使碳纳米管阵列暴露出更多的边平面结构以提升电化学活性。通过负载高电容活性的过渡金属氧化物MnO₂,有效改善半导体MnO₂导电性和倍率性能。主要研究内容如下:(1)在316L不锈钢表面通过化学气相沉积法制备碳纳米管阵列,再经过化学氧化处理,可控暴露出碳纳米管的边平面,电极的亲水性得到极大提高。通过电化学方法沉积MnO₂纳米材料,以1.0 mol/L Na₂SO₄和0.2mol/L Mn(Ac)₂的混合电解质溶液,通过调整电沉积时间(400s,800s,...

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摘要
Abstract
第1章 文献综述
    1.1 引言
    1.2 超级电容器简介
    1.3 超级电容器工作原理
        1.3.1 双电层电容器工作原理
        1.3.2 赝电容器工作原理
    1.4 超级电容器电极材料分类
        1.4.1 碳材料
        1.4.2 过渡金属氧化物
        1.4.3 导电聚合物
    1.5 超级电容器的应用
    1.6 超级电容器性能提高与优化策略
    1.7 本论文的选题背景和主要内容
        1.7.1 选题背景
        1.7.2 主要内容
第2章 实验仪器和表征方法
    2.1 实验材料和实验仪器
    2.2 表征手段
        2.2.1 扫描电子显微镜
        2.2.2 透射电子显微镜
        2.2.3 拉曼光谱
        2.2.4 X射线光电子能谱
        2.2.5 接触角测试
    2.3 电化学性能测试
        2.3.1 循环伏安测试
        2.3.2 恒电流充放电测试
        2.3.3 电化学阻抗谱测试
    2.4 碳纳米管的制备
    2.5 碳纳米管结构表征
第3章 电沉积法制备MnO₂/CNTs复合电极及其电化学性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验过程
    3.3 表征方法
    3.4 电化学性能表征
    3.5 实验流程
    3.6 结果与讨论
    3.7 本章小结
第4章 热化学法制备MnO₂@CNTs核壳复合电极材料及电化学性能的研究.
    4.1 引言
    4.2 实验流程
    4.3 样品表征
    4.4 结果与讨论
    4.5 电化学测试
    4.6 结论
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目



本文编号：3912623