超級電容器NiO-介孔碳復(fù)合電極材料的制備及其性能研究.pdf

1、本文以有序介孔碳為載體，采用微波－氧化、浸漬等方法在介孔碳上負(fù)載NiO，制備高比電容且循環(huán)性能穩(wěn)定的超級電容器電極材料，以實現(xiàn)材料結(jié)構(gòu)和性能之間的合理平衡。 首先以介孔氧化硅SBA-15為模板合成有序介孔碳CMK-3，嘗試采用微波－氧化法對CMK-3負(fù)載NiO以改善介孔碳的電容性能，并與浸漬法進(jìn)行對比。ICP測試顯示微波－氧化法具有快速、均勻且負(fù)載率高的優(yōu)勢。采用該負(fù)載方法所得復(fù)合電極材料的比電容已達(dá)295.9 F/g，高于浸漬

2、法負(fù)載的252.6 F/g。 又采用軟模板法，以F127為模板劑，可溶酚醛樹脂前驅(qū)體為碳源制備了有序介孔碳C-FDU-15，采用微波－氧化法負(fù)載不同量的NiO。XPS定性測試揭示：在微波輻射作用下，Ni2+轉(zhuǎn)化為單質(zhì)Ni和Ni(OH)2的混合體，經(jīng)空氣煅燒均轉(zhuǎn)化為NiO，從而得到NiO/C復(fù)合電極材料。考察負(fù)載量的變化對介孔碳結(jié)構(gòu)性能及電化學(xué)性能的影響，得出最佳負(fù)載量下，NiO/C的比電容可達(dá)407 F/g，增加34.3％。

3、 還嘗試在合成C-FDU-15的過程中加入鎳鹽，經(jīng)空氣煅燒轉(zhuǎn)變?yōu)镹iO/C復(fù)合電極材料。實驗結(jié)果表明NiO負(fù)載量最佳時，介孔碳C-FDU-15的比容量由307.4 F/g提高到444.1 F/g，增加44.5％，其充放電循環(huán)穩(wěn)定性也得到了極大的提高。 本文還簡化了介孔碳球的合成路線，嘗試以未經(jīng)燒結(jié)的介孔SiO2球為模板，制備單分散性的有序介孔碳球。該方法得到的碳球比表面積大、粒徑均勻，孔徑在2～4 nm范圍內(nèi)可調(diào)，同時考察不