PbO2-MnO2電極的電沉積制備及超級電容性能研究

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1、分類號：密級：UDC：編號：河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文PbO2-MnO2電極的電沉積制備及超級電容性能研究論文作者：董海書學(xué)生類別：全日制學(xué)科門類：工學(xué)學(xué)科專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)指導(dǎo)教師：姚穎悟職稱：教授資助基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(21576065)河北省杰出青年科學(xué)基金培育項(xiàng)目(B2015202289）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofAppliedChemistryPreparationa

2、ndsupercapacitivepropertiesofPbO2-MnO2electrodesbyelectrodepositionByDongHaishuSupervisor:Prof.YaoYingwuThisworksupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChinaNo.21576065;TrainingProgramofScienceFundforDistinguishedYoungScholarsofHebeiProvinceNo.

3、B2015202289.原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文不包含任何他人或集體已經(jīng)發(fā)表的作品內(nèi)容，也不包含本人為獲得其他學(xué)位而使用過的材料。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人或集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：關(guān)于學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)的說明本人完全了解河北工業(yè)大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的以下規(guī)定：學(xué)校有權(quán)采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化

4、或其它手段保存論文；學(xué)校有權(quán)提供本學(xué)位論文全文或者部分內(nèi)容的閱覽服務(wù)；學(xué)校有權(quán)將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索、交流；學(xué)校有權(quán)向國家有關(guān)部門或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：日期：導(dǎo)師簽名：日期：摘要在摻雜錳離子的溶液體系中通過電沉積法制備三維多孔結(jié)構(gòu)的PbO2-MnO2電極，確定了制備PbO2-MnO2電極的的鍍液中錳離子濃度和最佳工藝條件：錳離子濃度為50mmol/L，電流密度為30mA/cm2、鍍液溫度為30℃，攪拌速度

5、為180rpm，沉積時(shí)間為60min。通過SEM、XRD、EDS、XPS對PbO2-MnO2電極的表面形貌、結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)行表征，結(jié)果表明：隨著錳摻雜量的增加，電極中錳含量增加，晶粒尺寸變小，當(dāng)錳離子濃度為50mmol/L時(shí)，晶粒尺寸最小為5.2nm，且電極表面呈三維多孔結(jié)構(gòu)，比表面積約為純PbO2電極的2.5倍，錳含量達(dá)48.4at%。通過循環(huán)伏安（CV）、計(jì)時(shí)電流（CA）和交流阻抗（EIS）測試方法研究了錳離子對二氧化鉛電沉積過程的影響，研究結(jié)果表明：錳離子摻雜對二氧化鉛電沉積過程有一定的阻礙作用

6、。但錳離子的摻雜不會影響成核模型，仍是一個(gè)瞬時(shí)成核和三維生長的過程。通過循環(huán)伏安（CV）、恒流充放電（GCD）和交流阻抗（EIS）研究PbO2-MnO2電極材料的電化學(xué)電容性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：PbO2-MnO2電極是以贗電容機(jī)制存儲能量，且比電容值隨著電流密度的增加而衰減。在0.5A/g電流密度下，純PbO2電極的比電容值為64.3F/g，明顯低于PbO2-MnO2電極的379.91F/g。說明PbO2-MnO2電極材料具有良好的電化學(xué)電容特性，在儲能方面具有良好的應(yīng)用前景。PbO2-MnO2電極材

7、料高的電容值可以歸因于電極表明的三維多孔結(jié)構(gòu)以及二氧化鉛高的導(dǎo)電率和二氧化錳良好的電容性能之間的協(xié)同效應(yīng)。關(guān)鍵詞：PbO2-MnO2電極，電沉積過程，超級電容性能IIIAbstractPbO2-MnO2electrodeswiththree-dimensionalporousstructurewerepreparedusingelectrochemicalcodepositionmethodsthroughthemanganesenitrateintothesolutionsystem.Theopt

8、imumpreparationtechnologicalconditionandtheconcentrationofmanganeseionis50mmol/Lofthemanganeseionconcentration,30mA/cm2ofthecurrentdensity,180rpmofthestirringspeed,60minofthedepositiontimeandthebathtemperaturekeepsat30℃.Themorphology,st