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《摻氮多孔碳的制備及其電化學(xué)性能研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、碩士學(xué)位論文MASTER’SDISSERTATION論文題目摻氮多孔碳的制備及其電化學(xué)性能研究作者姓名杜志玲學(xué)位類別工程碩士指導(dǎo)教師邵光杰教授2015年5月中圖分類號(hào):O646.54學(xué)校代碼:10216UDC:544密級(jí):公開工程碩士學(xué)位論文(應(yīng)用研究型)摻氮多孔碳的制備及其電化學(xué)性能研究碩士研究生:杜志玲導(dǎo)師:邵光杰教授副導(dǎo)師:李悅生教授申請(qǐng)學(xué)位:工程碩士工程領(lǐng)域:化學(xué)工程所屬學(xué)院:環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院答辯日期:2015年5月授予學(xué)位單位:燕山大學(xué)IADissertationinAppliedChemistryPREPARATIONA
2、NDELECTROCHEMICALPERFORMANCEOFMANGANESEOXIDE/CARBONCOMPOSITESbyDuZhilingSupervisor:ProfessorShaoGuangjieYanshanUniversityMay,2015II燕山大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:此處所提交的碩士學(xué)位論文《摻氮多孔碳的制備及其電化學(xué)性能研究》,是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下,在燕山大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究工作做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集
3、體,均已在文中以明確方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)。作者簽字:日期:年月日燕山大學(xué)碩士學(xué)位論文使用授權(quán)書《摻氮多孔碳的制備及其電化學(xué)性能研究》系本人在燕山大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的碩士學(xué)位論文。本論文的研究成果歸燕山大學(xué)所有,本論文的研究?jī)?nèi)容不得以其它單位的名義發(fā)表。本人完全了解燕山大學(xué)關(guān)于保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向有關(guān)部門送交論文的復(fù)印件和電子版本,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)燕山大學(xué),可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文,可以公布論文的全部或部分內(nèi)容。保密□,在年解密后適用本授權(quán)書。本
4、學(xué)位論文屬于不保密□。(請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”)作者簽名:日期:年月日導(dǎo)師簽名:日期:年月日III燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要摻氮多孔碳(NPC)作為一種理想的電極材料,由于其高的比表面積、特殊的孔結(jié)構(gòu)以及大的孔體積吸引了越來(lái)越多研究者的關(guān)注,但是其差的電子導(dǎo)電性以及低的能量密度和功率密度限制了其在實(shí)際中的應(yīng)用。本論文采用不同方法制備出了形貌新穎的摻氮多孔碳,并對(duì)其電化學(xué)性能做了詳細(xì)的研究。采用溶膠凝膠法制備出了摻氮多孔梅枝狀碳材料,三聚氰胺-700樣品具有最大2-1的含氮量(4.4%)、最高的比表面積(308.5m·g);三聚氰
5、胺-700電極材料表現(xiàn)了最-1-1佳的電化學(xué)性能:好的容量性能(電流密度等于0.3A·g時(shí),比容量為254.5F·g)、-1-1出色的倍率性能(電流密度等于10.0A·g時(shí),容量為201.5F·g,高達(dá)79.2%的容量-1保持率)以及優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性(3300次循環(huán)后,比容量為194.5F·g,容量保持率高達(dá)96.5%)。采用常溫模板法制備出了氮摻雜的3D網(wǎng)狀分級(jí)多孔碳泡沫體,最佳溫度2-1750°C下制備的NPC-750樣品具有高的比表面積(424.941m·g)、合適的含氮量(1.22%)以及有利的孔徑分布(3-4nm),并且表現(xiàn)
6、出了最好的電化學(xué)性能:在電流密-1-1-1度為0.5A·g,NPC-750比容量高達(dá)239.30F·g,電流密度增加到10.0A·g時(shí),-1NPC-750容量仍舊維持在212.90F·g,高達(dá)88.97%的容量保持率;5000次循環(huán)-1后,NPC-750比容量衰減率不到10%,容量穩(wěn)定在200F·g。利用生物質(zhì)皮皮蝦殼直接碳化的方法制備出了氮摻雜的3D多孔層狀結(jié)構(gòu)的碳材料(NPLC),最佳溫度750°C下制備的NPLC-750樣品具有高的比表面積2-1(1275.793m·g)、分等級(jí)的孔結(jié)構(gòu)以及合適的氮含量(1.78%)。NPLC-
7、750材料展現(xiàn)-1了最突出的電化學(xué)性能:在電流密度為0.3A·g,NPLC-750°C材料的比容量高達(dá)-1-1-1312.62F·g,電流密度增加到20A·g時(shí),其比容量仍舊保持在278.65F·g,容量保持率高達(dá)89.13%,表明NPLC-750具有高的比容量和良好的倍率性能;10000次-1循環(huán)后,電極材料的比容量為262.37F·g,容量保持率高達(dá)93.97%,表明該材料具有極好的循環(huán)穩(wěn)定性。另外,通過(guò)對(duì)稱的全電池測(cè)試顯示,在功率密度為270-1-1W·Kg時(shí),NPLC-750能量密度高達(dá)15.05Wh·Kg,甚至功率密度高達(dá)1
8、4580-1-1W·Kg時(shí),其能量密度仍保持在10.12Wh·Kg。關(guān)鍵詞:超級(jí)電容器;摻氮多孔碳;電化學(xué)性能;電子導(dǎo)電性IVAbstractAsanidealelectrodematerial,nitrogen-dop