收藏本站
《信阳师范学院》 2014年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

层状二硫化钼纳米复合材料在超级电容器中的应用

王兰  
【摘要】:能源危机已经成为全球性的问题并引起了广泛的关注,探索具有优越性能的新材料来解决能源问题已经成为科学家们最重要的使命之一。超级电容器作为一种新型储能装置有很多优异性能:能量密度高、功率密度大、循环寿命长、充放电时间短、绿色环保等,已成为国内外清洁能源的研究热点,特别是在最近几年在全球范围已经引起了学术界和商业界的广泛关注。发展超级电容器最有效的方式就是研发出具有优越性能的电极材料。层状二硫化钼纳米片具有独特的二维层状结构、大的比表面积和好的导电性能,近来在能源领域引起了科学家们的关注。然而单纯的二硫化铝的导电性能相对于碳基材料如石墨烯等还比较低,难以获得较大的电容量。为此,我们将二硫化钼纳米片与碳基材料如石墨烯、碳气凝胶、碳纳米管以及导电聚合物聚苯胺进行复合,制备了儿种高性能的超级电容器电极材料。主要实验内容如下: (1)利用水热法制备了二硫化钼/石墨烯复合物,对MoS2/Gr复合材料形貌进行表征和电化学性能测试,MoS2沉积在Gr上防止阻止了Gr纳米片的堆积并形成宽松的结构有利于质子和电子在活性物质和电解液之间的快速传递,提高其利用率;同时Gr纳米片较大的空间能够负载MoS2有利于MoS2活性分子释放,从而提高了复合材料的电容性。在电流密度为1A/g时,MoS2/Gr (?)匕电容达到了243F/g并且在循环充放电1000圈后其比电容只损失了7.7%,表明二硫化钼/石墨烯复合材料具有良好的超级电容性能。 (2)利用水热法制备了二硫化钼/碳气凝胶复合物,对MoS2/Carbon Aerogel复合材料形貌进行了表征和电化学性能进行了测试,Carbon Aerogel嵌入到MoS2纳米片中有效阻止了MoS2纳米片的团聚从而有效的增大了复合材料的比表面积,同时Carbon Aerogel负载在MoS2纳米片上形成孔穴来储存电子从而进一步提高电子在有限电极材料中的快速传递能力,进而使复合材料的电化学活性得到有效的提高,在电流密度为1A/g时,MoS2/Carbon Aerogel的比电容达到260F/g并且在循环充放电500圈后其比电容只损失了4%,这些表明二硫化钼/碳气凝胶复合材料具有良好的超级电容性能。 (3)利用水热法制备了二硫化钼/多壁碳纳米管复合物,对MoS2/MWCNTs复合材料形貌进行了表征和电化学性能进行测试,可以看到MWCNTs交错地纠缠在MoS2纳米片上组成3D结构的MoS2/MWCNTs复合物,这种3D结构有利于增加复合材料的比表面积,同时结构中MoS2纳米片的堆叠将会形成相互交错的网架更加方便电子和质子的传递,从而提高了MoS2/MWCNTs的电容性能。在电流密度为1A/g时,MoS2/MWCNTs比电容高达452.7F/g并且在循环充放电1000圈后其比电容只损失了4.2%,表明二硫化钼/多壁碳纳米管复合材料具有良好的超级电容性能。 (4)利用水热法制备了分散性好的二硫化钼纳米片,并对其形貌进行了表征。采用简单的一步原位聚合法制备了二硫化钼/聚苯胺复合物。对PANI/MoS2复合材料形貌表进行了表征和电化学性能测试,PANI嵌入和堆积在到MoS2纳米片上,阻止了MoS2纳米片的堆积,从而有效增大了复合材料的比表面积,同时PANI负载在MoS2纳米片上形成孔穴来储存离子,从而提高了电子和质子在电极材料中的快速传递能力,使复合材料的电化学性能显著提高。PANI/MoS2复合材料在电流密度为1A/g时比电容达到了575F/g,同时由于PANI分子插入到MoS2纳米片中可以避免PANI在氧化还原过程中因分子骨架的变形而造成电极材料的损坏,提高了复合材料的循环稳定性,在恒电流充放电500圈后其比电容只损失了2%,这说明复合材料具有良好的电容性能。
【学位授予单位】:信阳师范学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:O614.612;TM53

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 王月梅;周惠娣;陈建敏;陈磊;冶银平;;水性环氧粘结固体润滑涂层的摩擦学性能研究[J];中国表面工程;2010年02期
2 吴壮志;王德志;梁汛;;纳米二硫化钼制备技术的研究进展[J];材料导报;2008年S2期
3 高宾;许启明;赵鹏;姚燕燕;田晓珍;;化学气相反应合成MoS_2纳米管的研究[J];功能材料与器件学报;2006年02期
4 西村允,王安钧;固体润滑概论(6)[J];固体润滑;1987年04期
5 沃恒洲,胡坤宏,胡献国;纳米二硫化钼作为机械油添加剂的摩擦学特性研究[J];摩擦学学报;2004年01期
6 张步涵;王云玲;曾杰;;超级电容器储能技术及其应用[J];水电能源科学;2006年05期
7 白鸽玲;吴壮志;;二硫化钼纳米球的制备及其摩擦性能研究[J];润滑与密封;2013年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 高博;苯磺酸功能化碳纳米管基复合材料的制备及其超电容特性[D];南京航空航天大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 靳添絮;陈杰;白永强;王海杰;;基于超级电容器的混合动力装置设计与应用[J];北京理工大学学报;2009年05期
2 王月梅;周惠娣;陈建敏;陈磊;冶银平;;固化对水性环氧粘结固体润滑涂层理化及摩擦学性能的影响[J];材料保护;2010年11期
3 吴壮志;王德志;梁汛;;纳米二硫化钼制备技术的研究进展[J];材料导报;2008年S2期
4 梁秀娟;胡小芳;嵇海旭;胡大为;;纳米微粒在改善润滑方面的研究进展[J];材料导报;2011年01期
5 刘林勤;谌伦建;马亚芬;邢宝林;黄光许;;非对称型超级电容器的研究现状[J];材料导报;2012年07期
6 顾卓明;顾彩香;范少卿;;含纳米CaCO_3,Cu混合物添加剂润滑油的研究[J];材料工程;2007年02期
7 杨绿;周元康;李屹;朱湘宁;张勇杰;;纳米坡缕石润滑油添加剂对灰铸铁HT200摩擦磨损性能的影响[J];材料工程;2010年04期
8 王冰;孙建林;武元元;王一助;;纳米MoS_2轧制液摩擦特性与轧后钢板表面研究[J];材料科学与工艺;2011年06期
9 顾卓明,顾彩香,王仁兵,陈志刚;含纳米碳酸钙粒子润滑油的摩擦学性能研究[J];材料科学与工程学报;2005年02期
10 顾卓明;顾彩香;范少卿;;纳米碳酸钙、铜粒子混合物用作润滑油添加剂的研究[J];材料科学与工程学报;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 胡献国;胡坤宏;韩效钊;;超细润滑级二硫化钼颗粒形态的控制[A];海峡两岸第二届工程材料研讨会论文集[C];2004年
2 姜训勇;张磊;孙立伟;刘庆锁;陆翠敏;;低内阻碳纳米管超级电容器研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
3 景磊;刘辉;赵东林;迟伟东;沈曾民;;中间相沥青基活性炭的制备及其电化学性能研究[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第一卷)[C];2011年
4 胡坤宏;胡献国;田明;袁光成;;纳米二硫化钼制备工艺及其润滑性能研究[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(一)[C];2006年
5 胡坤宏;徐玉福;孙晓军;胡献国;;纳米MoS_2填充聚甲醛自润滑复合材料摩擦学特性研究[A];第八届全国摩擦学大会论文集[C];2007年
6 顾卓明;顾彩香;Saw Thandar Shwe;;含纳米CeO_2,Cu混合物添加剂润滑油摩擦学性能研究[A];第九次全国热处理大会论文集(二)[C];2007年
7 靳添絮;刘立;陈树新;;军用装备中基于超级电容器的混合动力装置设计及应用[A];2011年中国智能自动化学术会议论文集(第一分册)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡坤宏;纳米二硫化钼的形态可控合成及其催化与润滑性能研究[D];合肥工业大学;2010年
2 王新宇;超级电容器用新型电极材料的研究[D];中南大学;2011年
3 石琛;纳米WS_2环保节能发动机润滑油的研制及其性能研究[D];中南大学;2010年
4 周新民;轮胎式起重机混合动力系统的研究和实现[D];华中科技大学;2011年
5 田玉美;无机纳米润滑油添加剂的合成及性能研究[D];吉林大学;2006年
6 魏荣慧;纳米二硫化钼的制备及其理化性质研究[D];吉林大学;2008年
7 汪瑾;基于氧化锆、二硫化钼的高分子纳米复合材料的制备、表征及摩擦学研究[D];合肥工业大学;2009年
8 刘沅东;轴承钢的离子渗硫处理及固液复合润滑机理与应用研究[D];中国地质大学(北京);2010年
9 盖晓东;基于三单体直接均衡电路的串联储能电源组均衡技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 刘涛;基于硅微通道板的三维储能器件的研究[D];华东师范大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐丽;超级电容器用碳质多孔材料的制备及其电化学性能[D];华东理工大学;2011年
2 郭璞;油溶性纳米颗粒的制备及其摩擦学性能研究[D];五邑大学;2010年
3 闻超;基于超级电容的双向直流变换器的研究[D];北京交通大学;2011年
4 彭道福;超级电容器储能系统在光伏发电系统中的研究与应用[D];北京交通大学;2011年
5 余清琴;超级电容器组巡检系统的设计与实现[D];华北电力大学(北京);2011年
6 刘不厌;纳米二氧化锰的制备、改性及其电化学性质[D];大连理工大学;2011年
7 季煦;金属氧化物/活性炭非对称超级电容器的组装及影响因素[D];兰州理工大学;2011年
8 卜凡亮;基于超级电容与蓄电池相结合的光伏储能控制的研究[D];太原科技大学;2011年
9 耿丁新;二硫化钼分级纳米结构的制备与光催化性能[D];华南理工大学;2011年
10 赵娜;热示踪法测量低产液水平井流量方法的研究[D];东北石油大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈立庄,高延敏,胡翔波,徐飞;水分散型水性环氧涂料的制备[J];材料保护;2005年10期
2 杨裕生;曹高萍;;电化学电容器用多孔炭的性能调节[J];电池;2006年01期
3 程夕明,孙逢春;电动汽车能量存储技术概况[J];电源技术;2001年01期
4 陈铤,施雪珍,顾国芳;双组分水性环氧树脂涂料[J];高分子通报;2002年06期
5 高宾;许启明;赵鹏;姚燕燕;田晓珍;;化学气相反应合成MoS_2纳米管的研究[J];功能材料与器件学报;2006年02期
6 胡献国,沃恒洲,胡坤宏,韩效钊;用硫化钠制备二硫化钼纳米颗粒[J];机械工程材料;2004年01期
7 吴壮志;王德志;徐兵;;液相还原法制备MoS_2纳米杆[J];机械工程材料;2009年01期
8 宋也黎;李国伟;晋跃;李长生;;水热法合成花状MoS_2纳米粉及其摩擦学性能[J];机械工程材料;2011年06期
9 唐致远,徐国祥;电子导电聚合物在电化学电容器中的应用[J];化工进展;2002年09期
10 田野,何俣,尚静,朱永法;水热法合成MoS_2层状材料及其结构表征[J];化学学报;2004年18期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 白林绪;王聪;崔维;;超级电容器在煤矿井下本安电源中的应用[J];煤炭科学技术;2009年04期
2 马仁志,魏秉庆,徐才录,梁吉,吴德海;应用于超级电容器的碳纳米管电极的几个特点[J];清华大学学报(自然科学版);2000年08期
3 贺福,杨永岗;酚醛基活性碳纤维[J];高科技纤维与应用;2003年05期
4 方勤;杨邦朝;;超级电容器用中孔炭的研究[J];功能材料;2005年12期
5 吕进玉;林志东;;超级电容器导电聚合物电极材料的研究进展[J];材料导报;2007年03期
6 张治安,杨邦朝,胡永达,邓梅根,汪斌华;纳米氧化锰电极材料的制备和电容特性研究[J];无机化学学报;2005年03期
7 邓梅根,杨邦朝,胡永达,汪斌华;基于碳纳米管-聚苯胺纳米复合物的超级电容器研究[J];化学学报;2005年12期
8 周鹏伟;李宝华;康飞宇;曾毓群;;椰壳活性炭基超级电容器的研制与开发[J];新型炭材料;2006年02期
9 巢亚军;原鲜霞;马紫峰;;复合材料在超级电容器中的应用研究进展[J];稀有金属材料与工程;2007年06期
10 张浩;曹高萍;杨裕生;顾镇南;徐斌;张文峰;;可用至3.5V的碳纳米管阵列超级电容器[J];电化学;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王宇;雷军鹏;朱用;敬春梅;胡敏艺;闫忠强;;基片预处理及电沉积电流密度对超级电容器用二氧化锰薄膜性能影响[A];低碳经济条件下重有色金属冶金技术发展研讨会——暨重冶学委会第六届委员会成立大会论文集[C];2010年
2 魏玮;黄小彬;唐小真;;一种无定形水合二氧化锰/微多孔碳球复合物作为超级电容器电极材料[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
3 姜训勇;张磊;孙立伟;刘庆锁;陆翠敏;;低内阻碳纳米管超级电容器研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
4 代红蕾;田艳红;;循环伏安法合成聚苯胺膜用于超级电容器电极的研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
5 王贵欣;冯永成;周固民;瞿美臻;张伯兰;于作龙;;碳纳米管在超级电容器中的应用[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年
6 单既成;陈维英;;超级电容器与通信备用电源[A];通信电源新技术论坛——2008通信电源学术研讨会论文集[C];2008年
7 孙玥;彭乔;刘不厌;;超级电容器MnO_2微米球的制备及其电化学性质[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
8 王贵欣;袁荣忠;周固民;瞿美臻;冯永成;于作龙;;CNTs/LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2复合材料在超级电容器中的应用[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2003年
9 王桂玲;杜建平;张莹;邵光杰;;Co掺杂对二氧化锰超级电容器材料表面形貌的影响[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
10 王贵欣;周固民;瞿美臻;江奇;王国平;冯永成;张伯兰;于作龙;;两种碳纳米管在超级电容器中的应用[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 赵文;超级电容器:正在升起的新兴行业[N];科技日报;2004年
2 本报记者 彭友 石丽晖;深圳惠程拟参与组建新能源公司[N];上海证券报;2009年
3 记者 过国忠 通讯员 陈培;我国研制出基于超级电容器的动态电压恢复器[N];科技日报;2011年
4 何永晋;我国有了“超级电容器”[N];科技日报;2000年
5 辽宁工学院 陈永真;超级电容器原理及电特性[N];中国电子报;2003年
6 昆明 兰得春;超级电容[N];电子报;2007年
7 记者 刘丽伟;森塬活性炭自主研发国内空白产品[N];朝阳日报;2010年
8 记者 金晓明;研究支持措施 推进超容产业[N];朝阳日报;2010年
9 李俊记者  王春;超级电容车到底新在哪?[N];科技日报;2006年
10 本报实习记者 薛飞;自主知识产权超级电容车“武装”公交线路[N];中国知识产权报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋金岩;混合型超级电容器的建模与制备研究[D];大连理工大学;2010年
2 吴洪鹏;石墨烯的制备及在超级电容器中的应用[D];北京交通大学;2012年
3 孟繁慧;基于新型纳米结构超级电容器材料的研究[D];山东大学;2013年
4 孙谊;碳基超级电容器单体性能相关理论与应用技术研究[D];北京交通大学;2013年
5 王新宇;超级电容器用新型电极材料的研究[D];中南大学;2011年
6 陈立锋;碳基复合材料的设计、规模化制备及其在超级电容器中的应用[D];中国科学技术大学;2013年
7 李琛;碳基超级电容器及其电气性能研究[D];大连理工大学;2013年
8 曲群婷;高性能混合型超级电容器的研究[D];复旦大学;2010年
9 李艳华;基于超级电容器用的四氧化三钴的形貌可控制备及性能研究[D];中南大学;2011年
10 高宇;超级电容器用新型高比表面积碳材料电化学性能研究[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑丽萍;碳化钙骨架碳的制备及其修饰在超级电容器中的应用[D];湘潭大学;2010年
2 刘凤丹;超级电容器电极制备工艺与纳米门炭电极材料研究[D];天津大学;2010年
3 杨艳静;超级电容器用纳米二氧化锰的制备及电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年
4 唐丽;超级电容器用碳质多孔材料的制备及其电化学性能[D];华东理工大学;2011年
5 李媛;超级电容器电极材料的制备及其电化学性能的研究[D];沈阳理工大学;2010年
6 刘志祥;超级电容器相关技术研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
7 黄丛聪;超级电容器电极材料的制备及应用[D];山东理工大学;2010年
8 孙津清;添加不同导电剂对超级电容器性能的影响[D];天津大学;2010年
9 朱修锋;纳米MnO_2/C混合超级电容器的研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
10 王磊;多肽纤维的制备以及石墨烯基超级电容器的制备及其电化学性能研究[D];西北大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026