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《郑州大学》 2010年
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氧化锰及其纳米复合材料的制备与性能研究

李恒  
【摘要】: 超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的储能器件,其比能量高于传通电容器,其比功率高于电池。超级电容器应用广泛,如:电路元件、小型用电器和直流开关电源。超级电容器可以分为两类:一类是基于高的比表面积的双电层电容如活性炭;另一类是基于氧化还原反应的金属氧化物和聚合物的赝电容。为了获得大容量的超级电容器,许多学者的研究主要集中在金属氧化物电极材料上。 采用化学沉淀法和水热法分别制备了不同的氧化锰材料,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热重(TG-DTG)、氮气吸附-脱附(BET)、循环伏安(CV)等多种测试表征技术对所制样品的物理化学性能和电化学性能进行了系统的研究。 用化学沉淀方法制备氧化锰/13X分子筛复合材料。XRD分析显示复合材料中氧化锰为无定形结构;在1mol·L-1KOH电解液中,用循环伏安和恒流充放电技术测试了复合电极材料电容性能。当复合物中氧化锰质量分数为30%时,100mA·g-1电流密度下材料的比电容达到134F·g-1,表明所制备的复合电极材料具有良好的电化学电容性能。 以十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)为模板,水热法合成介孔氧化锰材料。用X-射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附和扫描电镜等分析技术对材料的表面结构和性能进行了表征;在1mol·L-1Na2SO4电解液中,循环伏安法测试材料在电容性能上的应用。结果表明:表面活性剂碳链长度不仅影响材料比表面积和介孔孔径大小,而且影响材料的晶体结构和金属价态,三种表面活性剂DTAB、CTAB、OTAB为模板制备材料的比表面积分别为60m2·g-1、25m2·g-1、7m2·g-1,介孔材料的孔径分别为4nm、7nm、13nm;循环伏安测试结果显示制备的材料在超级电容器电极材料上具有应用的潜力。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB383.1

【参考文献】
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