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【6h】

静电纺丝法制备金属氧化物复合物纤维及其电化学性能研究

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变量注释表

1.绪论

1.1 金属氧化物纳米材料概述(Metal oxide nanomaterials)

1.2超级电容器的研究背景及原理(The research background and principle of supercapacitor)

1.3 静电纺丝技术(Electrostatic spinning technology)

1.3本论文研究思路及研究内容(Research ideas and research content)

2 实验部分

2.1 实验原料及试剂(Raw materials and reagents)

2.2 实验仪器和测试装置(Experimental apparatus and test device)

2.3电极的制备(Preparation of electrode)

2.4 表征仪器(Characterization of the instrument)

2.5 本章小结 (Summary)

3 NiO-ZnO复合纳米纤维的制备及电化学性能

3.1 引言(Introduction)

3.2复合纳米纤维的制备(preparation of compositenanofibers)

3.3电极的制备(The preparation of electrode)

3.4 复合纤维的成分与形貌分析(XRD and SEM)

3.5 电化学性能分析(Electrochemical properties were analyzed)

3.6 本章小结(Summary)

4 Co3O4-MnO2复合纤维的制备及电化学性能

引言(Introduction)

4.2复合纳米纤维的制备(preparation of nanofibers)

4.3电极的制备(Preparation of electrode)

4.4 复合纤维的成分与形貌分析(XRD and SEM)

4.5 电化学性能分析(Electrochemical properties analyzed)

4.6本章小结(Summary)

5 锰的纳米纤维制备及其电化学性能研究

5.1引言(Introduction)

5.2 MnO2、Mn3O4纳米纤维的制备(Preparation of fiber)

5.3电极的制备(Preparation of electrode)

5.4 合成纤维的成分与形貌分析(XRD and SEM)

5.5 电化学性能分析(Electrochemical properties analyzed)

5.6本章小结(Summary)

6 总结

参考文献

作者简历

一、基本情况

二、学术论文

三、获奖情况

学位论文数据集

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摘要

能源危机与环境恶化促使人们重视探索新能源及其储能技术。超级电容器又称电化学电容器,由于其高能量密度、绿色无污染、循环性能好等特点,迅速成为电化学储能领域的热点。超级电容器电极材料,直接影响着超级电容器的电化学性能。
  本文通过静电纺丝法制备镍、钴、锰氧化物及其复合物电极材料。通过 X-射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、比表测试仪(BET)、X射线光电子谱(XPS)等对材料的物理和形貌进行表征;采用三电极体系,利用电化学工作站测试材料的电化学性能,主要包括循环伏安测试(CV)、恒电流充放电测试、电极材料的循环性能等。获得研究结果如下:
  (1)利用静电纺丝法制备PVP/Ni(CH3COO)2/Zn(CH3COO0)2复合纳米纤维,在550℃下煅烧得到镍锌纳米氧化物复合纤维, Zn:Ni=0:1、1:20、2:20、3:20(摩尔比)。在1mol/LKOH电解液中,通过循环伏安法、恒流充放电等电化学测试分析表明,Zn:Ni=0:1、1:20、2:20、3:20复合材料在1A/g的电流密度下比电容分别为332F/g、375 F/g、441 F/g、412 F/g。2:20复合材料比电容最高为441F/g,比纯氧化镍纳米纤维提高32.5%。循环充放电1000圈,比电容保持率为82.1%,显示了良好的充放电稳定性。
  (2)利用静电纺丝法在500℃下煅烧制备钴锰纳米氧化物复合纤维,其复合比例Mn: Co=0:1,1:20,2:20,3:20(摩尔比)。通过循环伏安法、恒流充放电等电化学测试表明,1A/g的电流密度下Mn:Co=0:1、1:20、2:20、3:20复合材料的比电容分别416 F/g、454 F/g、585F/g、429 F/g。比该系列其余两个样品提高至少28.9%。在1A/g的电流密度下该样品循环充放电500圈比电容保持率%82.6,显示了良好的充放电稳定性。相比NiO-ZnO复合,Co3O4-MnO2的复合效果更佳,性能改善更明显。
  (3)利用静电纺丝法制备MnO2、Mn3O4纤维并测试其电化学性能,MnO2在1A/g电流密度下比电容为366 F/g,循环500圈后比电容保持率71%;Mn3O4在1A/g电流密度下比电容为247 F/g,循环500圈后比电容保持率74%。用纺丝方法获得的MnO2纤维电容性能更好。

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