碳納米線圈—二氧化錳復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)特性的研究.pdf

1、超級(jí)電容器是一種新型能源存儲(chǔ)器件，具有充放電效率高、功率密度大、環(huán)保和維護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，超級(jí)電容器的技術(shù)開發(fā)主要集中于電極材料的研究。碳基材料、金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物是當(dāng)前超級(jí)電容器主要的電極材料。但是，碳基材料電容性不足、金屬氧化物電化學(xué)穩(wěn)定較差和導(dǎo)電聚合物的自然危害性都限制了超級(jí)電容器的應(yīng)用。因此，合成一種具有良好的穩(wěn)定性、低阻抗、高比電容和無污染的電極材料成為超級(jí)電容器發(fā)展的主要方向。本論文的主要目的是制

2、備一種穩(wěn)定性好、阻抗低和比電容較優(yōu)良的碳納米線圈(CNC)/二氧化錳(MnO2)復(fù)合材料作為超級(jí)電容器的電極。CNC作為具有特殊三維螺旋結(jié)構(gòu)的納米碳材料，具有多項(xiàng)優(yōu)異的性質(zhì)，比如場(chǎng)發(fā)射特性、機(jī)械特性、光熱電學(xué)特性、電化學(xué)特性和均勻的分散性。MnO2則具有較高的比電容值和較低的阻抗。CNC/MnO2復(fù)合材料是將兩種納米材料的優(yōu)勢(shì)協(xié)同結(jié)合起來，同時(shí)避免了CNC在電容性方面、MnO2在穩(wěn)定性方面的不足。
　　本文首先研究了一種簡(jiǎn)單高效的

3、水熱法生長(zhǎng)三維的CNC/MnO2復(fù)合材料，并且使用了不同的方法對(duì)CNC的表面進(jìn)行改性，研究了不同的表面處理方法對(duì)CNC復(fù)合MnO2的影響。通過研究，發(fā)現(xiàn)使用5M硝酸溶液處理CNC的表面，可以在CNC表面生長(zhǎng)大量的晶須狀的納米MnO2。本文還研究了在CNC的表面生長(zhǎng)晶須狀納米MnO2對(duì)CNC的電化學(xué)特性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在CNC的表面均勻地生長(zhǎng)著晶須狀的納米MnO2，純的CNC在掃描速率為10mV/s時(shí)得到42F/g的比電容，CNC/