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钴、镍（氢）氧化物的水热/溶剂热法制备及其电化学电容性质

作　者: 王兴磊
导　师: 张校刚
学　校: 新疆大学
专　业: 物理化学
关键词: 超级电容器 Co3O4 NiO 比容量 水热/溶剂热法
分类号: TM53
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 434次
引　用: 1次
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内容摘要


电极材料是决定电化学电容器性能的一个主要方面,同样具有较高氧化还原电容的过渡金属氧化物成为目前超级电容器的研究热点之一。本文利用水热/溶剂热法制备钴、镍（氢）氧化物,研究其电化学性能,探讨水热/溶剂热法制备电化学电容器电极材料新方法,开发高性能的超级电容器电极材料。本文创新点:1、利用聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇（P123）为模板水热法制备了层状Co3O4。讨论了热处理温度对形貌及电化学电容性能的影响。结果表明,200°C热处理所得Co3O4电极具有较好的电化学电容行为。以柠檬酸三钠为软模板水热法合成前躯体,热处理得到核/壳状Co3O4,探讨了制备条件对其形貌及其电化学性质的影响。2、利用水热法以柠檬酸为模板制备了NiO空心球,SEM照片显示柠檬酸在形成空心球结构的过程中起到重要作用。电化学测试表明,300oC热处理得到NiO具有较高的质量比电容。利用N, N-二甲基甲酰胺的溶剂热法制备了蜂巢状氧化镍,研究了制备条件对NiO形貌及电化学性质的影响。初步探索高性能电化学电容器电极材料的非水合成的新方法。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-8
第一章 绪论  8-23
  1.1 引言  8-9
  1.2 电化学电容器概述  9-10
  1.3 电化学电容器的特点  10-11
  1.4 电化学电容器研究进展  11-16
    1.4.1 电化学电容器电极材料的研究  12-16
      1.4.1.1 碳电极材料  12
      1.4.1.2 金属氧化物电极材料  12-15
      1.4.1.3 导电聚合物电极材料  15-16
    1.4.2 电解液的研究  16
  1.5 超级电容器的应用  16-18
  1.6 水热/溶剂热法的概述  18-21
  1.7 本文设想与研究目的  21-23
第二章 CO_3O_4, CO(OH)_2的制备及其电化学电容行为  23-51
  第一节 层状Co_3O_4电化学电容器材料的研究  23-29
    2.1.1 实验部分  23-24
      2.1.1.1 试剂与仪器  23
      2.1.1.2 层状Co_3O_4 的制备  23-24
      2.1.1.3 Co_3O_4 电极的制备及电化学表征  24
    2.1.2 结果与讨论  24-28
      2.1.2.1 材料的XRD 分析  24-25
      2.1.2.2 材料的形貌分析  25-26
      2.1.2.3 循环伏安测试  26
      2.1.2.4 充放电测试  26-27
      2.1.2.5 循环寿命测试  27-28
    2.1.3 小结  28-29
  第二节 以柠檬酸为“软模板”水热法合成Co_3O_4电化学电容器材料的研究  29-34
    2.2.1 实验部分  29-30
      2.2.1.1 试剂与仪器  29
      2.2.1.2 Co_3O_4 的制备  29
      2.2.1.3 Co_3O_4 电极的制备及电化学表征  29-30
    2.2.2 结果与讨论  30-33
      2.2.2.1 XRD 分析及形貌表征  30-31
      2.2.2.2 循环伏安测试  31
      2.2.2.3 充放电性能测试  31-32
      2.2.2.4 循环寿命测试  32-33
    2.2.3 小结  33-34
  第三节 以柠檬酸三钠为“软模板”水热合成核/壳结构 Co_3O_4及其电化学电容器材料性能的研究  34-42
    2.3.1 实验部分  34-35
      2.3.1.1 试剂与仪器  34
      2.3.1.2 Co_3O_4 的制备  34
      2.3.1.3 Co_3O_4 电极的制备及电化学表征  34-35
    2.3.2 结果与讨论  35-41
      2.3.2.1 柠檬酸三钠浓度的影响  35-39
        2.3.2.1.1 柠檬酸三钠浓度对生成Co_3O_4 形貌的影响  35-36
        2.3.2.1.2 柠檬酸三钠浓度对Co_3O_4 电极的循环伏安曲线的影响  36-37
        2.3.2.1.3 柠檬酸三钠浓度对Co_3O_4电极的恒电流充放电性能测试的影响  37-39
      2.3.2.2 六次甲基四胺（HMT）浓度的影响  39-41
        2.3.2.2.1 六次甲基四胺（HMT）浓度对生成Co_3O_4 形貌的影响  39
        2.3.2.2.2 六次甲基四胺（HMT）浓度对Co_3O_4 电极的电化学性能的影响  39-41
    2.3.3 小结  41-42
  第四节 水热法合成氢氧化钴电化学电容器材料性能的研究  42-46
    2.4.1 实验部分  42-43
      2.4.1.1 试剂与仪器  42
      2.4.1.2 氢氧化钴的制备  42
      2.4.1.3 电化学测试  42-43
    2.4.2 结果与讨论  43-45
      2.4.2.1 氢氧化钴的XRD 和形貌分析  43
      2.4.2.2 HMT 浓度对生成Co(OH)_2 电极的循环伏安的影响  43-44
      2.4.2.3 HMT 浓度对生成Co(OH)_2 电极的恒电流充放电性能测试的影响  44-45
    2.4.3 小结  45-46
  第五节 水热合成钴镍双氢氧化物电化学电容器材料性能的研究  46-51
    2.5.1 实验部分  46-47
      2.5.1.1 试剂与仪器  46
      2.5.1.2 样品的制备  46
      2.5.1.3 电化学性能的测试  46-47
    2.5.2 结果与讨论  47-49
      2.5.2.1 掺Ni 对产物电极的电化学性能的影响  47-48
      2.5.2.2 电极的恒电流充放电性能测试的影响  48-49
    2.5.3 小结  49-51
第三章 水热法/溶剂热法制备NIO 及其电化学电容行为  51-73
  第一节 以柠檬酸为“软模板”水热法制备空心球NIO 的电化学电容器材料的研究  51-58
    3.1.1 实验部分  51-52
      3.1.1.1 试剂与仪器  51
      3.1.1.2 空心球NiO 的制备  51-52
      3.1.1.3 电化学性能的测试  52
    3.1.2 结果与讨论  52-57
      3.1.2.1 空心球NiO 的结构表征  52
      3.1.2.2 空心球NiO 的形貌表征  52-53
      3.1.2.3 循环伏安测试  53-56
      3.1.2.4 恒流充放电测试  56-57
    3.1.3 小结  57-58
  第二节 以柠檬酸三钠为“软模板”水热合成球形NIO的电化学电容器材料的研究  58-64
    3.2.1 试验部分  58-59
      3.2.1.1 试剂与仪器  58
      3.2.1.2 NiO 的制备  58-59
      3.2.1.3 电化学性能的测试  59
    3.2.2 结果与讨论  59-63
      3.2.2.1 NiO 样品的XRD 分析和形貌表征  59-60
      3.2.2.2 NiO 电极的电化学测试  60-63
        3.2.2.2.1 循环伏安测试  60-61
        3.2.2.2.2 恒电流放电测试  61-63
    3.2.3 小结  63-64
  第三节 溶剂热法合成蜂巢状氧化镍及其电化学电容器性能  64-73
    3.3.1 实验部分  64-65
      3.3.1.1 试剂与仪器  64-65
      3.3.1.2 NiO 的合成  65
      3.3.1.3 电化学性能的测试  65
    3.3.2 结果与讨论  65-71
      3.3.2.1 SEM 表征分析  65-67
        3.3.2.1.1 反应浓度对NiO 形貌的影响  65-66
        3.3.2.1.2 反应时间对NiO 形貌的影响  66-67
      3.3.2.2 氧化镍结构表征分析  67-68
      3.3.2.3 循环伏安测试  68-69
      3.3.2.4 恒流充放电测试  69-71
    3.3.3 小节  71-73
参考文献  73-85
在读期间发表论文清单  85-86
致谢  86-87

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电器 > 电容器
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