二氧化錳、導電聚合物和石墨烯的制備及其電化學性能研究.pdf

1、超級電容器(Supercapacitor)是一種新型的儲能裝置，與蓄電池相比具有更高的功率密度和能量密度，與傳統(tǒng)電容器相比具有超大的電容值，以其高能量密度、高功率密度、循環(huán)使用壽命長、經(jīng)濟環(huán)保、快速充放電、工作溫度寬、安全系數(shù)高等特點在通訊、電子、電動汽車、航空、航天以及國防科技等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。超級電容器的電極材料主要為金屬氧化物、導電聚合物和多孔炭材料。本文研究了三種超級電容器用電極材料，運用高分辨掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XR

2、D)、拉曼光譜(Raman)、紫外可見光譜(UV-vis)等檢測手段對其進行了結(jié)構(gòu)表征，并通過循環(huán)伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和恒流充放電(GCD)等電化學檢測手段比較了它們的電化學電容器性能，主要內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　1、以KMnO4為錳源，采用水熱合成法，通過控制反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間和初始物濃度，可控制備了α-，β-，δ三種不同形貌的二氧化錳電極材料，并對它們的電化學性能進行了研究，對比得出了最適合作為超級電容器電極材

3、料的晶型和形貌，以及合成所需反應(yīng)條件。
　　2、以苯胺單體和吡咯單體為原料，過硫酸銨為氧化劑，采用低溫化學氧化法合成了聚苯胺和聚吡咯納米顆粒，并以聚苯胺和聚吡咯納米顆粒為電極材料組裝成電化學電容器，通過對比兩者的電化學性能發(fā)現(xiàn)聚苯胺更適合作為超級電容器的電極材料。
　　3、以天然鱗片石墨為原料，采用改進的Hummers法制備了氧化石墨，并通過超聲剝離得到氧化石墨烯，再通過化學還原法和真空熱膨脹還原法制備了石墨烯，詳細研究了兩