碳-錳氧化合物復合材料的制備及電性能研究.pdf

1、隨著能源問題和環(huán)境問題的日益成為熱點問題，新的儲能器件如超級電容器逐漸成為了化學和材料科學研究的熱門方向。超級電容器電極材料產(chǎn)生電容的原因有雙電層電容與贗電容，相對來說，贗電容所能帶來的比容量更大，但在同樣的充放電循環(huán)次數(shù)作用下，雙電層盡管所能貢獻的比電容小，但其循環(huán)穩(wěn)定性相對更高。氧化錳是標準的贗電容材料，因具備高比電容、成本低廉和低毒性等特性，是電容器活性材料制備領(lǐng)域中的熱門材料。碳材料是雙電層電容材料，依靠其低電阻性與高比面積，充

2、放電過程中不發(fā)生化學反應，因此碳材料是一種高循環(huán)穩(wěn)定性的電極材料。為突破單一材料的局限性，可以制備兩種材料的復合材料，試圖通過利用碳材料的高導電性和高穩(wěn)定性，以及氧化錳的高比電容特性，制備具有良好性能的電極復合材料。
　　本論文研究以多孔碳為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，制備了三種多孔碳/氧化錳的復合材料，通過多種表征手段探索了多孔碳以及其復合材料的制備工藝，并進一步測量了三種復合材料的電化學性能。以石墨粉為原料分別使用微波法和改進氧化法制備了氧化石

3、墨烯（GO），發(fā)現(xiàn)微波法制備GO的產(chǎn)量很低，而且制備的是多層的GO層片，改進的氧化法不但產(chǎn)率大，并且可以合成大量單層的GO。以抽濾法制備了石墨烯的介孔薄膜，通過水熱法制備了三維石墨烯凝膠，通過高溫碳化法將豬骨燒結(jié)成多孔碳材料，并研究了影響各個材料微結(jié)構(gòu)的制備工藝。制備了三維石墨烯/氧化錳納米棒和三維石墨烯/氧化錳納米花復合材料，并測試其電化學性能，通過調(diào)控氧化錳納米棒和GO的質(zhì)量比調(diào)控復合材料的電性能，發(fā)現(xiàn)氧化錳和GO的質(zhì)量比為2:3時