碳-錳氧化合物復(fù)合材料的制備及電性能研究.pdf

1、隨著能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題的日益成為熱點(diǎn)問(wèn)題，新的儲(chǔ)能器件如超級(jí)電容器逐漸成為了化學(xué)和材料科學(xué)研究的熱門(mén)方向。超級(jí)電容器電極材料產(chǎn)生電容的原因有雙電層電容與贗電容，相對(duì)來(lái)說(shuō)，贗電容所能帶來(lái)的比容量更大，但在同樣的充放電循環(huán)次數(shù)作用下，雙電層盡管所能貢獻(xiàn)的比電容小，但其循環(huán)穩(wěn)定性相對(duì)更高。氧化錳是標(biāo)準(zhǔn)的贗電容材料，因具備高比電容、成本低廉和低毒性等特性，是電容器活性材料制備領(lǐng)域中的熱門(mén)材料。碳材料是雙電層電容材料，依靠其低電阻性與高比面積，充

2、放電過(guò)程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此碳材料是一種高循環(huán)穩(wěn)定性的電極材料。為突破單一材料的局限性，可以制備兩種材料的復(fù)合材料，試圖通過(guò)利用碳材料的高導(dǎo)電性和高穩(wěn)定性，以及氧化錳的高比電容特性，制備具有良好性能的電極復(fù)合材料。
　　本論文研究以多孔碳為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，制備了三種多孔碳/氧化錳的復(fù)合材料，通過(guò)多種表征手段探索了多孔碳以及其復(fù)合材料的制備工藝，并進(jìn)一步測(cè)量了三種復(fù)合材料的電化學(xué)性能。以石墨粉為原料分別使用微波法和改進(jìn)氧化法制備了氧化石

3、墨烯（GO），發(fā)現(xiàn)微波法制備GO的產(chǎn)量很低，而且制備的是多層的GO層片，改進(jìn)的氧化法不但產(chǎn)率大，并且可以合成大量單層的GO。以抽濾法制備了石墨烯的介孔薄膜，通過(guò)水熱法制備了三維石墨烯凝膠，通過(guò)高溫碳化法將豬骨燒結(jié)成多孔碳材料，并研究了影響各個(gè)材料微結(jié)構(gòu)的制備工藝。制備了三維石墨烯/氧化錳納米棒和三維石墨烯/氧化錳納米花復(fù)合材料，并測(cè)試其電化學(xué)性能，通過(guò)調(diào)控氧化錳納米棒和GO的質(zhì)量比調(diào)控復(fù)合材料的電性能，發(fā)現(xiàn)氧化錳和GO的質(zhì)量比為2:3時(shí)