聚苯胺基超级电容器电极材料的制备及电化学性能研究
发布时间：2024-04-23 02:22
聚苯胺(PANI)作为赝电容超级电容器的电极材料具有理论比容量高、化学稳定性好、制备方法简单等优点,但是由于其在发生氧化还原反应时进行的是质子的掺杂/脱掺杂反应,在这个过程中PANI分子链会发生不可逆的结构变化,导致掺杂/脱掺杂反应不能顺利进行,进而使其倍率性能和循环稳定性能变差。通过将PANI和其他材料进行复合,可以有效地弥补PANI倍率性能和循环稳定性能差的问题。多孔碳材料和石墨烯等碳基纳米材料由于具有理论比表面积大、导电性好、物理化学性质稳定等优点被广泛的用作超级电容器的电极材料。针对PANI电极材料倍率性能和循环稳定性能差的问题,本文提出以纤维素基多孔碳(C-ACs)和石墨烯/羧基化纳米金刚石(rGO/cND)为载体,原位聚合生长PANI,分别制备了聚苯胺/纤维素基多孔碳(PANI/C-ACs)和石墨烯/羧基化纳米金刚石@聚苯胺(rGO/cND@PANI)复合材料。一方面利用PANI比容量高的优点,另一方面利用C-ACs和rGO/cND结构稳定、比表面积大的优势,既达到了解决PANI倍率性能和循环稳定性能差的问题,又实现了复合材料的高比容量特性。(一)对纤维素滤纸表面活化和低温...
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第一章 绪论
1.1 超级电容器的简介
1.1.1 超级电容器的工作原理
1.1.2 超级电容器的电极材料
1.1.3 超级电容器的电解液
1.1.4 超级电容器电极材料的研究进展
1.2 聚苯胺简介
1.2.1 聚苯胺的结构
1.2.2 聚苯胺的制备方法
1.2.3 聚苯胺电极材料的研究进展
1.3 本研究的目的、意义及方案
第二章 实验方法及原理
2.1 实验设备和原料
2.1.1 实验设备
2.1.2 实验原料
2.2 材料的形貌结构表征方法
2.3 超级电容器的制备
2.3.1 电极材料制备
2.3.2 超级电容器的组装
2.4 超级电容器的主要电化学性能及测试方法
2.4.1 超级电容器的主要电化学性能参数
2.4.2 超级电容器的电化学测试方法
第三章 纤维素基多孔碳增强聚苯胺的倍率和循环稳定性能的研究
3.1 PANI及PANI/C-ACs的制备
3.2 C-ACs对PANI本征性能的影响
3.2.1 C-ACs对PANI形貌的影响
3.2.2 C-ACs对PANI结晶性的影响
3.2.3 C-ACs对PANI比表面积和孔径的影响
3.3 C-ACs对 PANI电化学性能的影响
3.3.1 C-ACs对PANI在高扫速下的赝电容特性的影响
3.3.2 C-ACs对PANI比容量的影响
3.3.3 C-ACs对PANI交流阻抗的影响
3.3.4 C-ACs对PANI倍率性能和循环稳定性的影响
3.4 本章小节
第四章 石墨烯/羧基化纳米金刚石增强聚苯胺的倍率和循环稳定性能的研究
4.1 rGO/cND@PANI复合材料的制备
4.2 rGO/cND对PANI本征性能的影响
4.2.1 rGO/cND对PANI形貌的影响
4.2.2 rGO/cND对PANI结晶性的影响
4.2.3 rGO/cND对PANI比表面积与孔径分布的影响
4.3 rGO/cND对 PANI电化学性能的影响
4.3.1 rGO/cND对PANI在高扫速下的赝电容特性的影响
4.3.2 rGO/cND对PANI比容量、倍率性能与循环稳定性的影响
4.4 本章小节
第五章 羧基化纳米金刚石增强聚乙烯醇的热学和机械性能的研究
5.1 PVA/cMND复合材料的制备及表征方法
5.1.1 PVA/cMND的制备
5.1.2 材料表征方法
5.2 羧基化对MND本征性能的影响
5.2.1 羧基化对MND表面官能团的影响
5.2.2 羧基化对MND在PVA基体中分散性的影响
5.3 cMND对PVA结晶性的影响
5.4 cMND对PVA热学性能的影响
5.4.1 cMND对PVA热稳定性能的影响
5.4.2 cMND对PVA导热性能的影响
5.5 cMND对PVA机械性能的影响
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
硕士期间的研究成果及所获奖励
致谢
本文编号：3962472
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第一章 绪论
1.1 超级电容器的简介
1.1.1 超级电容器的工作原理
1.1.2 超级电容器的电极材料
1.1.3 超级电容器的电解液
1.1.4 超级电容器电极材料的研究进展
1.2 聚苯胺简介
1.2.1 聚苯胺的结构
1.2.2 聚苯胺的制备方法
1.2.3 聚苯胺电极材料的研究进展
1.3 本研究的目的、意义及方案
第二章 实验方法及原理
2.1 实验设备和原料
2.1.1 实验设备
2.1.2 实验原料
2.2 材料的形貌结构表征方法
2.3 超级电容器的制备
2.3.1 电极材料制备
2.3.2 超级电容器的组装
2.4 超级电容器的主要电化学性能及测试方法
2.4.1 超级电容器的主要电化学性能参数
2.4.2 超级电容器的电化学测试方法
第三章 纤维素基多孔碳增强聚苯胺的倍率和循环稳定性能的研究
3.1 PANI及PANI/C-ACs的制备
3.2 C-ACs对PANI本征性能的影响
3.2.1 C-ACs对PANI形貌的影响
3.2.2 C-ACs对PANI结晶性的影响
3.2.3 C-ACs对PANI比表面积和孔径的影响
3.3 C-ACs对 PANI电化学性能的影响
3.3.1 C-ACs对PANI在高扫速下的赝电容特性的影响
3.3.2 C-ACs对PANI比容量的影响
3.3.3 C-ACs对PANI交流阻抗的影响
3.3.4 C-ACs对PANI倍率性能和循环稳定性的影响
3.4 本章小节
第四章 石墨烯/羧基化纳米金刚石增强聚苯胺的倍率和循环稳定性能的研究
4.1 rGO/cND@PANI复合材料的制备
4.2 rGO/cND对PANI本征性能的影响
4.2.1 rGO/cND对PANI形貌的影响
4.2.2 rGO/cND对PANI结晶性的影响
4.2.3 rGO/cND对PANI比表面积与孔径分布的影响
4.3 rGO/cND对 PANI电化学性能的影响
4.3.1 rGO/cND对PANI在高扫速下的赝电容特性的影响
4.3.2 rGO/cND对PANI比容量、倍率性能与循环稳定性的影响
4.4 本章小节
第五章 羧基化纳米金刚石增强聚乙烯醇的热学和机械性能的研究
5.1 PVA/cMND复合材料的制备及表征方法
5.1.1 PVA/cMND的制备
5.1.2 材料表征方法
5.2 羧基化对MND本征性能的影响
5.2.1 羧基化对MND表面官能团的影响
5.2.2 羧基化对MND在PVA基体中分散性的影响
5.3 cMND对PVA结晶性的影响
5.4 cMND对PVA热学性能的影响
5.4.1 cMND对PVA热稳定性能的影响
5.4.2 cMND对PVA导热性能的影响
5.5 cMND对PVA机械性能的影响
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
硕士期间的研究成果及所获奖励
致谢
本文编号：3962472
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3962472.html