金屬氧化物修飾二氧化鈦納米管的電化學(xué)儲(chǔ)能研究.pdf

1、電化學(xué)超級(jí)電容器具有儲(chǔ)電容量大、充放電速度快和循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)引起了國(guó)內(nèi)外科研工作者的廣泛關(guān)注。電極材料本征特性與微結(jié)構(gòu)將直接影響電化學(xué)電容器的儲(chǔ)電性能，本論文主要研究電活性金屬氧化物電極材料的電化學(xué)性能，設(shè)計(jì)合成了以TiO2納米管為基底的金屬氧化物復(fù)合電極材料，通過(guò)調(diào)控微結(jié)構(gòu)的方法來(lái)提高電化學(xué)性能，主要包括以下幾個(gè)方面的研究?jī)?nèi)容。
　　 1.以鈦片為前驅(qū)體，采用一次陽(yáng)極氧化法制備了TiO2納米管，二次陽(yáng)極氧化法制備了T

2、iO2納米孔，多次陽(yáng)極氧化法制備了TiO2通透納米管陣列，采用掃描電鏡進(jìn)行形貌表征，采用電化學(xué)循環(huán)伏安、交流阻抗和恒電流充放電方法進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三種TiO2納米陣列材料在充放電過(guò)程中僅表現(xiàn)出雙電層電容的性能，TiO2納米管陣列，TiO2納米孔陣列及TiO2通透納米管陣列的面積比電容分別為0.043，0.060和0.462 mF cm-2。
　　 2.以TiO2納米管為基底材料，通過(guò)差分脈沖伏安法在納米管中沉積

3、NiO和RuO2，合成NiO/TiO2和RuO2/TiO2納米復(fù)合電極材料，采用掃描電鏡進(jìn)行形貌表征，采用能量彌散X射線(xiàn)能譜和拉曼光譜對(duì)兩種納米復(fù)合電極材料進(jìn)行元素組成和結(jié)構(gòu)的分析，采用電化學(xué)循環(huán)伏安、交流阻抗和恒電流充放電方法進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，RuO2/TiO2和NiO/TiO2面積比電容分別是33.30和18.75 mF cm-2，RuO2/TiO2電荷傳遞電阻較小，面積比電容比NiO/TiO2提高了一倍，且RuO2

4、/TiO2經(jīng)過(guò)100個(gè)連續(xù)循環(huán)充放電周期之后，電容僅衰減2.46％，說(shuō)明該電極材料具有很好的電化學(xué)穩(wěn)定性。
　　 3.以TiO2納米管為基底材料，通過(guò)差分脈沖伏安法在TiO2納米管中沉積PPy，生成PPy/TiO2納米復(fù)合電極材料，再以合成的PPy/TiO2為基底材料，通過(guò)差分脈沖伏安法電沉積RuO2，得到RuO2-PPy/TiO2納米復(fù)合電極材料。采用掃描電鏡進(jìn)行形貌表征，采用能量彌散X射線(xiàn)能譜和拉曼光譜對(duì)兩種納米復(fù)合電極材料