介孔氧化锰及其复合材料在液晶模板中的制备及性能研究

摘要

介孔材料因其高比表面积和周期性的纳米结构在燃料电池，传感器，电池，电化学电容器材料方面得到了越来越多的关注。近年来，表面活性剂的液晶相作为一种软性模板在制备介孔纳米材料方面得到了广泛应用，它具有长程有序的多孔结构，孔间距为2到10纳米之间。通过液晶模板，一系列的介孔的铂，锡，钯，钴，镍，硒，碲，和半导体薄膜材料被制备而成。本文论述了液晶模板制备介孔纳米材料的最新进展，并以液晶模板为基础利用恒电位电沉积技术制备了介孔二氧化锰电容器材料，循环伏安技术得到了Co，Ni掺杂的氧化锰复合材料。此外在液晶模板环境中利用简单的化学沉淀法得到的介孔氧化锰材料，其电化学性能明显的优于在水溶液中相同条件下所得到普通氧化锰材料。主要内容如下： 1．以不同表面活性剂制备的液晶模板为电解液体系，利用电沉积技术制备出了介孔的二氧化锰薄膜。得到了平均孔径为7nm的介孔薄膜材料。偏光显微镜，小角X射线衍射和扫描电镜技术都证实了介孔材料完全复制了液晶模板的结构。比较利用Brij56，P123，F127所得到的液晶模板所制备出的介孔薄膜的性质，发现由Brij56作为模板所制备出的二氧化锰薄膜具有最好的电容性能。而且进一步证明在退火温度为200℃时，二氧化锰的电化学性质最好。 2．以Brij56做为模板，利用循环伏安电沉积技术制备出了掺杂钻或镍的氧化锰复合薄膜材料。其表现出了比未加模板制备的复合材料更为优异的电化学性能。由其是钴掺杂的复合氧化锰材料存在良好的电容稳定性，在充放电500圈后依旧保持了83﹪电容值。再次证明了由液晶软模板作为制孔剂制备的介孔材料在电容器电极材料方面具有良好的应用前景。 3．以P123和Brij56作为模板，利用简单氧化还原沉淀法制备的介孔氧化锰同样表现了较为良好的电容器性能，而且此方法与电化学方法相比，其制备的介孔材料具有更大的孔直径。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1前言

1.1.1模板合成基本概念

1.1.2模板合成法的优点

1.1.3模板分类

1.1.4模板合成概述

1.2液晶模板的形成原理

1.2.1液晶的概念

1.2.2液晶的分类

1.2.3液晶模板的形成机制

1.2.4影响液晶相形成的因素

1.3液晶模板制备介孔薄膜材料及其它形貌纳米材料的机理

1.4液晶模板的历史发展及研究现状

1.5液晶模板的研究方法

1.5.1偏光显微镜（Polarize optical microscopy）

1.5.2小角X射线衍射（Low-angle X-ray diffusion）

1.5.3差示扫描量热法(DSC)

1.5.4相图（phase diagram）

1.6电沉积技术在模板合成中的优势

1.7本课题的选题思路与研究目的

参考文献

第二章介孔二氧化锰超级电容器材料的液晶模板制备及其应用

2.1电化学电容器的研究进展

2.1.1电化学电容器的简介

2.1.2电化学电容器的基本原理和分类

2.1.3电化学电容器的特点

2.1.4电化学电容器研究进展

2.1.5电极材料在电化学电容器中的应用

2.2液晶模板电沉积制备二氧化锰超级电容器材料

2.2.1概述

2.2.2实验部分

2.2.3结果和讨论

2.2.4小结

参考文献

第三章氧化锰复合材料的液晶模板制备及其性质

3.1概述

3.2实验部分

3.3结果和讨论

3.4 小结

参考文献

第四章在液晶模板中化学沉淀法制备介孔氧化锰及其应用

4.1概述

4.2实验部分

4.3结果和讨论

4.4小结

第五章结论与展望

致谢

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