二维高分子自组装制备三维多孔材料及其在超级电容器中的潜在应用研究

代理获取

页面导航

目录
摘要
著录项
相似文献
相关主题

摘要

超级电容器，一种新型的能源存储-转换器件，因其功率密度高、充放电速率快和循环寿命长等特点，而被广泛研究。众所周知，超级电容器的性能由电极材料的本质决定，所以在过去十年内，具有良好电化学活性的电极材料的开发一直是该领域研究的重点。研究者们尝试通过不同的化学和/或物理方法控制电极材料的结构，从而提高其电化学性能。本文主要是通过二维高分子的自组装，制备结构可控的三维多孔复合材料，并研究其作为超级电容器电极材料的潜在应用，具体内容如下：
　　1：以三维氮掺杂石墨烯基希夫碱多级孔碳作为电极材料，研究作为超级电容器电极材料的电化学性能。这项研究中，二维材料—氧化石墨烯通过水热还原反应，脱去部分含氧官能团，在石墨烯π-π作用力下自组装成三维石墨烯气凝胶（GA）。我们以丙二胺修饰GA，使得气凝胶上富含氨基，再利用氨基石墨烯气凝胶为模板，通过吸附苯二甲醛和三聚氰胺及其在三维石墨烯大孔中的希夫碱（Schiff-base）反应，得到在三维石墨烯基多孔复合物。
　　然后将得到的三维石墨烯基多孔复合物进行高温碳化，得到了三维氮掺杂石墨烯基多级孔碳材料，该复合材料不仅保持了三维大孔结构，并且具有高含氮量和高比表面积；通过三电极体系电化学性能测试发现该复合材料在0.1A g-1的电流密度下具有335F g-1的高比电容量，并且分别在1A g-1和10A g-1下循环10000圈之后仍保持100%的比电容量，具有极高的稳定性。
　　2：以负载垂直结构的聚吡咯纳米片的三维泡沫镍作为柔性超级电容器的电极材料，并和商用活性炭组装成非对称柔性固态超级电容器，研究器件性能:将洗净的三维泡沫镍浸泡在吡咯的水和乙醇混合溶液中，通过溶剂挥发，吡咯和水在泡沫镍表面形成“海岛”结构，并用过硫酸铵作为催化剂引发泡沫镍表面的吡咯的氧化聚合，得到二维片状的聚吡咯，二维聚吡咯进一步组装排列，形成聚吡咯垂直片结构。这种制备垂直片结构的方法优点在于操作简单、绿色环保，并且不需要昂贵的仪器。
　　利用聚吡咯和泡沫镍的柔性，我们将该三维复合材料制备成柔性电极，并和商用活性炭组装成非对称柔性固态超级电容器。该非对称柔性全固态超级电容器在在0.2A g-1电流密度下获得38F g-1的比电容量，在功率密度为3.0 kW kg-1时，能量密度能达到14W h kg-1，高于商用超级电容器(5~10 W h kg-1)；该器件在1A g-1的电流密度下循环2000圈后保持82%比电容量，相比于赝电容电极材料，具有较好的循环稳定性。

著录项

作者
杨祥文;
展开▼
作者单位

上海交通大学;

展开▼
授予单位上海交通大学;
学科高分子化学与物理
授予学位硕士
导师姓名麦亦勇,冯新亮;
年度 2015
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类电容器;
关键词
二维高分子自组装; 三维多孔材料; 超级电容器; 循环稳定性;

相似文献

中文文献
外文文献
专利

1. 多孔碳纳米线/MnO2复合材料的制备及其在电化学超级电容器中的应用研究 [J] . 叶娜 ,杨克勤 . 化工技术与开发 . 2015,第005期
2. TiO2/纤维素多孔三维材料的制备及其在染料分解中的应用研究 [J] . 王坤鹏 ,孙晓霞 ,王新厚 . 产业用纺织品 . 2017,第007期
3. 溶液燃烧法制备Mn3O4/碳纸三维纳米多孔复合电极及其在超级电容器中的应用 [J] . 王亚琼 ,郭芹 ,刘咏 . 粉末冶金材料科学与工程 . 2015,第002期
4. 石墨烯三维多孔凝胶在超级电容器中的应用研究 [J] . 刘雷英 ,张玉 . 陕西理工学院学报（自然科学版） . 2017,第002期
5. 多孔碳球的制备及在超级电容器中的应用研究进展 [J] . 江颂 . 广东化工 . 2018,第011期
6. 富勒烯制备的海绵状三维多孔碳与二氧化锰的复合材料用于制备高性能超级电容器 [C] . Qun Lu ,鲁群 ,Xianyou Wang . 2017中国(赣州)国际新能源汽车动力电池高峰论坛暨第九届中国储能与动力电池及其关键材料学术研讨与技术交流会 . 2017
7. 基于Co3O4、Fe2O3有序多孔材料的制备及其在非酶葡萄糖传感和超级电容器中的应用研究 [A] . 李露露 . 2018

二维高分子自组装制备三维多孔材料及其在 超级电容器中的潜在应用研究

目录

摘要

著录项

相似文献

相关主题

期刊订阅

二维高分子自组装制备三维多孔材料及其在超级电容器中的潜在应用研究