超细银纳米线制备及其在电催化与超级电容器方面的应用研究

摘要

由于良好的光学、电学、热学和机械性质，银纳米线及其复合物在柔性透明导电膜，催化剂，传感器，以及能量转换与存储等方面拥有广泛的应用。因此，银纳米线的制备及应用开发受到了广泛关注。本论文的主要内容是超细银纳米线和其复合材料的制备及其在二氧化碳电还原和超级电容器方面的应用，取得的主要研究结果如下：
　　（1）超细银纳米线的制备
　　以乙二醇和一缩二乙二醇混合作为溶剂在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及控制剂(NaCl和KBr)存在下通过一步多元醇法，成功制备了平均直径为30nm长径比大于1000的银纳米线。同时，通过使用乙二醇和一缩二乙二醇或二缩三乙二醇及其两者混合作为溶剂和还原剂，研究了多元醇的还原性及粘度对于最终银纳米材料形貌的影响。
　　（2）银纳米线电极作为自支撑二氧化碳电还原催化剂性能研究
　　以制备的银纳米线为自支撑电极，研究了其电催化还原二氧化碳性能。实验结果表明，银纳米线自支撑电极能够在电压为-0.9V(相对于可逆氢电极)时电催化还原二氧化碳为一氧化碳的选择性约为80％。
　　（3）银纳米线与四氧化三锰核壳复合材料的制备及其作为超级电容器电极材料性能研究
　　通过简单的化学合成方法，成功制备了银纳米线与四氧化三锰一维核壳结构复合材料并将其作为超级电容器电极材料。结果表明，在0.5M Na2SO4水溶液中，该复合材料表现出高的比电容（在扫速为5 mV s-1时比电容为200.7 F g-1，在电流密度为0.25 A g-1时比电容为203.0 F g-1）和理想的循环稳定性（在电流密度为1 A g-1时，循环3000周之后，比容量保持率为73.8%）。

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第一章 绪论

1.1 一维金属纳米材料简介

1.2 电化学还原二氧化碳简介

1.3 超级电容器简介

1.4 本论文的研究目的和主要内容

第二章 实验方法及仪器设备

2.1 实验试剂及仪器设备

2.2 材料表征方法

2.3 材料的电化学性能测试方法及装置

2.4 本章小结

第三章 超细银纳米线的制备及表征

3.1 超细银纳米线的制备方法

3.2 实验结果和讨论

3.3 本章小结

第四章 银纳米线电化学还原二氧化碳性能研究

4.1 电极制备和性能测试

4.2 实验结果与讨论

4.3 本章小结

第五章 银纳米线与四氧化三锰一维核壳复合纳米材料的制备及超电容性能研究

5.1 银纳米线与四氧化三锰一维核壳复合纳米材料的制备

5.2 电极的制备和性能测试

5.3 实验结果与讨论

5.4 本章小结

第六章 全文总结及展望

6.1 全文总结

6.2 展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢