納米結(jié)構(gòu)生物質(zhì)碳基復(fù)合材料的可控合成及超級(jí)電容性能研究.pdf

1、超級(jí)電容器是一種新型的電化學(xué)儲(chǔ)能裝置，具有可快速充放電、高效率、長(zhǎng)循環(huán)壽命等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景，制備高性能的電極材料已成為目前超級(jí)電容器的研究熱點(diǎn)。由于廉價(jià)的成本和優(yōu)異的電化學(xué)性能，生物質(zhì)碳基復(fù)合材料得到了廣泛研究。本課題采用不同的合成方法制備了納米結(jié)構(gòu)生物質(zhì)碳基復(fù)合材料，并系統(tǒng)探究材料的可控合成工藝對(duì)材料電化學(xué)性能的影響，主要內(nèi)容包括如下:
　　采用水熱技術(shù)合成了β-Ni(OH)2/生物質(zhì)碳納米復(fù)合材料。利用掃描電鏡(SE

2、M)可以發(fā)現(xiàn)Ni(OH)2納米片與生物質(zhì)碳纖維有序地相互交叉組裝成花球狀。通過(guò)電化學(xué)性能測(cè)試表明，復(fù)合材料在1A/g時(shí)的首次放電容量高達(dá)1616.6F/g,純Ni(OH)2為1122.5 F/g，說(shuō)明摻雜適量的生物質(zhì)碳可有效地改善Ni(OH)2的電化學(xué)性能。
　　采用碳化的方法制得了rGO/C復(fù)合纖維。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)表征，發(fā)現(xiàn)石墨烯片包覆著蠶絲纖維，不僅提高了蠶絲碳材料的導(dǎo)電性，而且保持了蠶絲纖維的結(jié)構(gòu)，有利于優(yōu)化材

3、料的電化學(xué)性能。電化學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明:當(dāng)碳化溫度為800℃和碳化時(shí)間為6h，當(dāng)rGO的包覆量為0.5％時(shí)，復(fù)合材料的電化學(xué)性能最佳。在0.01 A/g的電流密度下，電極材料的比電容高達(dá)183.1 F/g。
　　采用碳化和KOH活化法制備了GO/AC復(fù)合纖維。當(dāng)堿碳比為4∶1，碳化溫度為700℃，反應(yīng)時(shí)間為45 min時(shí)，復(fù)合材料的電化學(xué)性能最佳。當(dāng)GO包覆量為0.5％時(shí)，在0.01 A/g的電流密度下，電極材料的比電容高達(dá)230