發(fā)布時間：2018-02-24 20:08

  本文關(guān)鍵詞： 金屬硫化物 協(xié)同作用 超級電容器 高倍率性能　出處：《鄭州大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,開發(fā)具有較高性能的電化學(xué)儲能設(shè)備已成為當(dāng)前人們關(guān)注的熱點。超級電容器,因其具有能量密度高、循環(huán)壽命長、快速充放電等顯而易見的多種優(yōu)異特性,能夠作為一類新型的電化學(xué)儲能裝置,并且得到了眾多研究學(xué)者們的廣泛關(guān)注。超級電容器電極材料的電化學(xué)性能由材料的微觀結(jié)構(gòu)、比表面積及形貌決定,合成具有特殊結(jié)構(gòu)及理想組分的電極材料有利于提高超級電容器的電化學(xué)性能。本文以功能配位化合物為前驅(qū)體,設(shè)計合成出一系列的具有卓越形貌的微納米材料,并將其用于電化學(xué)體系,最終實現(xiàn)了電極材料電化學(xué)性能的調(diào)控與提升,取得的研究成果如下:一、以四水合乙酸鈷與1,3,5-苯甲酸為反應(yīng)物,采用簡單的水熱反應(yīng),制備出大量的鈷的功能型配位化合物單晶體,以此為前驅(qū)體,與過渡金屬鎳離子進行離子交換,通過調(diào)整離子交換的時間,設(shè)計合成出一系列具有可調(diào)控組分的多金屬中心同構(gòu)配位化合物,從而實現(xiàn)了單晶到單晶的轉(zhuǎn)移,并進一步將這些離子交換后所得的異質(zhì)金屬配位化合物為前驅(qū)體,合成出一系列新型的且具有分等級結(jié)構(gòu)NixCo3-xS4(x=0.15-0.42)微米花,并將其作為超級電容器的電極材料,最終實現(xiàn)了中心金屬比例的改變來改變生成物的電化學(xué)性能的目的。這項研究為以后制備超級電容器電極材料提供了一個新的合成路徑。二、以鈷的功能型配位化合物為前驅(qū)體,采用簡單的溶劑熱反應(yīng),合成出大量的三維分等級結(jié)構(gòu)的Co S1.097微米花。詳細的考察了反應(yīng)溶劑的p H對產(chǎn)物形貌的影響。將獲得的Co S1.097微米花作為超級電容器的電極材料,并對其電化學(xué)性能進行了詳細的探究,研究結(jié)果表明單金屬中心的Co S1.097微米花具有較低的比容量和倍率性能。為了提高電極材料的電化學(xué)性能,我們采用雙金屬協(xié)同作用的策略,將過渡金屬鎳離子這一有益的陽離子與Co S1.097微米花進行離子交換,通過反應(yīng)時間和反應(yīng)物濃度的改變合成出一系列具有卓越形貌的NixCo1-xS1.097(x=0.1-0.48)微米花,不但實現(xiàn)了材料組分的調(diào)控而且保持了母體材料的結(jié)構(gòu)。將已制備的NixCo1-xS1.097(x=0.1-0.48)微納米材料用于超級電容器體系,研究結(jié)果表明制備的NixCo1-xS1.097(x=0.1-0.48)電極材料,在雙金屬離子的協(xié)同作用下,多元金屬硫化物的比容量和倍率性能得到了明顯的提高。這項研究為制備具有卓越形貌和理想組分的高性能超級電容器電極材料提供了很有價值的參考。三、與單金屬硫化物相比,多元金屬硫化物作為超級電容器的電極材料時,具有較高的比容量和倍率性能,但是,其電化學(xué)性能仍不能滿足眾多研究者的需求。然而,石墨烯具有比表面積大、導(dǎo)電性強和機械性能好等優(yōu)點被廣泛的用于材料的復(fù)合,進而提高電極材料的電子傳輸性能。基于以上,我們采用簡單的水熱反應(yīng)成功的將質(zhì)量分數(shù)為5%的還原石墨烯(r GO)引入到Co S1.097、Ni0.22Co0.78S1.097、Ni0.46Co0.54S1.097和Ni0.48Co0.52S1.097微納米材料中制得相應(yīng)的復(fù)合材料,并將其用于超級電容器的電極材料,通過循環(huán)伏安和恒流充放電測試,發(fā)現(xiàn)NixCo1-xS1.097-r GO(x=0,0.22,0.46,0.48)復(fù)合材料的電化學(xué)性能明顯高于相應(yīng)硫化物的電化學(xué)性能。
[Abstract]:In order to improve the electrochemical properties of the electrode materials , a series of nano materials with special structure and ideal components have been synthesized .

【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM53

【參考文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 丁奇;具有特殊微納米結(jié)構(gòu)的硫化鎳、硒化鎳的控制合成及電化學(xué)性能研究[D];鄭州大學(xué);2013年

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本文編號：1531542