尖晶石结构三元金属氧化物纳米材料的制备及电化学性能研究

摘要

本论文研究致力于合成具有尖晶石结构的过渡金属三元氧化物纳米材料并研究其作为超级电容器电极材料的电化学性能。材料的合成通过水热法结合煅烧法，使用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等技术手段对所制备材料的组成、形貌以及结构进行表征，采用循环伏安法，恒电流充放电，电化学阻抗谱谱等技术手段测试其电化学性能。论文主要内容如下：
　　1、采用水热反应结合煅烧，在泡沫镍片上生长了多孔的锌-钴-锰三元氧化物纳米线。X射线衍射表明产物具有尖晶石结构。扫描电镜和透射电镜观察表明产物是多孔的纳米线。所制备的锌-钴-锰三元氧化物纳米线负载的泡沫镍片可直接作为超级电容器电极，电化学测试结果表明该电极在电流密度为2 A g–1时其比电容量可高达1142 F g–1。在电流密度增大至16 A g–1时，比电容量为956 F g–1，跟2 A g–1时的容量相比保持率达到83.7%，显示出较好的倍率放电性能。此外，经2000次充放电循环后，比电容量依然保持了初始值的86%，展示了其良好的循环稳定性。
　　2、采用水热反应结合煅烧，在泡沫镍片上生长了多孔的铜-钴-镍三元氧化物纳米线。所制备的铜-钴-镍三元氧化物纳米材料作为超级电容器电极材料，电化学测试结果表明该铜-钴-镍电极在电流密度为1 A g–1时其比电容量可高达1820 F g–1。在电流密度增大至16 A g–1时，比电容量为937 F g–1。此外，经2000次充放电循环后，比电容量依然保持了初始值的85%。
　　3、采用水热反应结合煅烧，在泡沫镍片上生长了多孔的锰-钴-镍三元氧化物纳米线。所制备的锰-钴-镍三元氧化物纳米材料作为超级电容器电极材料，电化学测试结果表明该电极在电流密度为1A g–1时其比电容量可高达1242 F g–1。在电流密度增大至16 A g–1时，比电容量为932 F g–1。此外，经2000次充放电循环后，比电容量依然保持了初始值的91%。

目录

声明

第一章 绪论

1.1引言

1.2 超级电容器简介

1.3 超级电容器的应用与前景

1.4 超级电容器电极材料

1.5本论文选题的背景意义及内容

参考文献

第二章 尖晶石结构锌–钴–锰三元氧化物多孔纳米线的制备及性能研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 结论

参考文献

第三章 铜-钴-镍三元氧化物纳米材料的制备及性能研究

3.1 引言

3.2实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 结论

参考文献

第四章 锰-钴-镍三元氧化物纳米材料的制备及性能研究

4.1 引言

4.2实验部分

4.3 结果与讨论

4.4. 结论

参考文献

第五章 全文结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

附录1. 本论文实验所用试剂及仪器

1、实验试剂

2、实验仪器

附录2硕士期间所发表的论文

致谢