錳酸鎳@石墨化碳片復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列的設(shè)計(jì)合成及其在儲(chǔ)能器件的應(yīng)用.pdf

1、錳酸鎳@石墨化碳片復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列的設(shè)計(jì)合成及其在儲(chǔ)能器件的應(yīng)用重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：歐陽(yáng)婭指導(dǎo)教師：王煜教授專業(yè)：化學(xué)學(xué)科門類：理學(xué)重慶大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院二O一六年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要超級(jí)電容器（SCs）和鋰離子電池（LIBs）是很有發(fā)展?jié)摿Φ膬?chǔ)能裝置，因其具有能量密度高、壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好、安全等優(yōu)點(diǎn)倍受人們關(guān)注。目前超級(jí)電容器和鋰離子電池已經(jīng)廣泛用于便攜式電子設(shè)備中，比如筆記本電腦、手機(jī)、攝像機(jī)、遙控

2、器等電子產(chǎn)品。由于納米材料的特殊性能及其在眾多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，尤其是在生物醫(yī)學(xué)、與能源相關(guān)以及電子領(lǐng)域中，選擇性合成納米材料變得越來(lái)越重要。而合成納米材料的一種有效方法是結(jié)合活性材料與輔助材料制備功能體系。對(duì)于活性材料，過(guò)渡金屬氧化物則是最有前景的活性材料之一，因?yàn)樗诠鈱W(xué)、磁學(xué)、催化劑、電學(xué)領(lǐng)域有其獨(dú)特性能，特別是在電化學(xué)能量?jī)?chǔ)存領(lǐng)域。本文首次合成了新型鎳錳氧化物@石墨化碳片三明治復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列，其作為超級(jí)電容器和鋰離子電池材料展示了優(yōu)

3、良的性能。本文以超薄的層狀雙氫氧化物（NiMnLDH）納米片作為前驅(qū)物和犧牲模板，葡萄糖分子作為綠色碳源。而葡萄糖碳源首先通過(guò)水熱反應(yīng)，再和前驅(qū)物的氫鍵作用下，轉(zhuǎn)變成了聚合層，然后在惰性氣體下高溫煅燒轉(zhuǎn)變成了石墨化碳片，與此同時(shí)，NiMnLDH納米片在高溫與碳片的作用下經(jīng)過(guò)分解和還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成鎳錳合金納米顆粒包覆在碳片中。最后，樣品在空氣中高溫煅燒200分鐘，使鎳錳合金納米顆粒轉(zhuǎn)化成NiMn2O4納米顆粒包覆在碳片中。由于本文合成的三明

4、治復(fù)合材料有效地結(jié)合了NiMn2O4功能納米顆粒和石墨化碳片的優(yōu)勢(shì)，因而其在電化學(xué)能量存儲(chǔ)方面具有協(xié)同作用。其作為超級(jí)電容器和鋰離子電池材料呈現(xiàn)出優(yōu)良的電化學(xué)性能，尤其體現(xiàn)在大電流充放電性能，循環(huán)性及使用壽命上。實(shí)驗(yàn)通過(guò)采用XRD、EDS、TEM、SEM、BET及電化學(xué)測(cè)試來(lái)表征、分析所合成的三明治狀復(fù)合材料的形態(tài)及性能。本實(shí)驗(yàn)合成的三明治狀復(fù)合材料由于有石墨化碳層和導(dǎo)電基底，使其不僅可以提高電導(dǎo)率，還能有效防止納米粒子的團(tuán)聚和活性材料