氮掺杂石墨烯量子点复合材料的制备及超级电容器性能研究

发布时间：2022-12-09 00:44

　　为了缓解环境和能源的压力,人类迫切需要寻找对环境友好的可再生能源。如今,超级电容器作为重要电子器件中的杰出代表之一,正在推动着人们的需求向更小、功率密度更高的微型电源发展,其在电化学储能方面有着优异的表现,在电功率和倍率性能等电化学方面要远大于传统意义上的电池,拥有更高更宽的电化学窗口。本文以氮掺杂石墨烯量子点为增强材料,分别研究了氮掺杂石墨烯量子点与聚苯胺和还原氧化石墨烯复合材料的超级电容器性能。具体工作如下:一、氮掺杂石墨烯量子点/聚苯胺的制备方法及性能研究通过原位聚合方法制备氮掺杂石墨烯量子点/聚苯胺（NGDQs/PANI）复合材料作为超级电容器的工作电极,并且对其进行系列表征。FTIR、XRD等测试结果表明,NGDQs表面含有大量的含氧官能团和结构缺陷,这可以为复合材料带来更多的活性位点。通过电镜观察结果显示NGDQs均匀分布在PANI表面,形成一些粗糙的颗粒状结构。NGDQs/PANI复合后的材料并没有破坏原有PANI的结构,而是增大了原有基底材料的比表面积,从而提升电容性能,增大了电极材料的利用率。电化学测试显示,随着NGDQs添加量的增大,NGDQs/PANI复合材料的比... 

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 超级电容器的概述
        1.1.1 超级电容器的简介
        1.1.2 超级电容器的工作原理
        1.1.3 超级电容器的应用
    1.2 超级电容器电极材料的研究进展
        1.2.1 碳材料
        1.2.2 金属氧化物
        1.2.3 导电聚合物
        1.2.4 量子点复合物
    1.3 本课题的提出
        1.3.1 本课题研究的意义
        1.3.2 研究内容
2 实验材料和实验方法
    2.1 实验材料及设备
    2.2 材料研究方法
        2.2.1 材料的表征
        2.2.2 电极片的制备及组装
        2.2.3 电化学测试
3 氮掺杂石墨烯量子点/聚苯胺的制备方法及性能研究
    3.1 实验方案
    3.2 氮掺杂石墨烯量子点/聚苯胺的结构表征及性能分析
        3.2.1 X射线衍射和傅立叶变换红外光谱分析
        3.2.2 热重分析
        3.2.3 比表面积分析
        3.2.4 扫描与透射电镜分析
        3.2.5 电化学性能分析
    3.3 本章小结
4 氮掺杂石墨烯量子点/还原氧化石墨烯的制备及其性能研究
    4.1 氮掺杂石墨烯量子点/还原氧化石墨烯的制备
    4.2 氮掺杂石墨烯量子点/还原氧化石墨烯的结构表征及性能分析
        4.2.1 X射线衍射和傅立叶变换红外光谱分析
        4.2.2 扫描与透射电镜分析
        4.2.3 X射线光电子能谱分析
        4.2.4 电化学性能分析
    4.3 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
硕士期间学术成果
致谢



本文编号：3714468