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g-C 3 N 4 /石墨烯基柔性超级电容器的制备及性能研究

发布时间:2025-02-01 19:59
  近年来,随着柔性电子的概念、模型以及产品的出现,柔性电子器件逐渐出现在大众视野之中。柔性太阳能电池、柔性锂电池等应运而生,具有快速充放电,超长使用寿命的柔性石墨烯超级电容器更是成为研究热点。但美中不足的是石墨烯具有强相互作用的π-π键和范德华力,会引起石墨烯层之间不可逆的团聚,而这种堆积引起的紧密结构会减小比表面积,并衰减其存储能力,通常可以通过加入间隔物的方法缓解这种现象,本文选择具有高N含量、无污染、低成本的g-C3N4作为石墨烯基材料的间隔物,以rGO/g-C3N4复合材料为超级电容器的电极材料,制备出多种柔性超级电容器。本论文通过一系列测试证实了g-C3N4对石墨烯基材料性能的提高和其作为超级电容器的电极材料的可行性。其主要内容和结果如下:(1)证明g-C3N4掺杂的石墨烯材料具有优异的性能,可用作超级电容器的电极材料。本文选择典型的热缩合反应且以尿素和三聚氰胺做为前驱体制备出g-C3...

【文章页数】:62 页

【学位级别】:硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 超级电容器的概述
        1.2.1 双电层电容器(EDLCS)
        1.2.2 赝电容超级电容器
        1.2.3 混合超级电容器
    1.3 石墨烯在超级电容器上应用
    1.4 g-C3N4在超级电容器上应用
    1.5 柔性超级电容器研究进展
        1.5.1 一维纤维柔性超级电容器
        1.5.2 二维平面柔性超级电容器
        1.5.3 三维立体柔性超级电容器
    1.6 本论文的研究目的及主要内容
        1.6.1 本论文的研究目的
        1.6.2 本论文的主要内容
第2章 实验部分
    2.1 实验试剂及仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 复合材料的表征
        2.2.1 微观形貌表征
        2.2.2 电化学性能表征
第3章 rGO/g-C3N4复合材料的结构及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 氧化石墨烯的制备
        3.2.2 g-C3N4的制备
        3.2.3 rGO/g-C3N4复合物的制备
        3.2.4 材料表征
        3.2.5 电化学性能测试
    3.3 不同前驱体g-C3N4结构表征
        3.3.1 高分辨透射电子电镜
        3.3.2 场发射扫描电镜
        3.3.3 X射线衍射分析
        3.3.4 傅里叶变化红外光谱
        3.3.5 N2吸附-解吸附曲线
        3.3.6 X射线光电子能谱
    3.4 rGO/g-C3N4结构表征
        3.4.1 场发射扫描电镜
        3.4.2 高分辨透射电子电镜
        3.4.3 X射线衍射分析
        3.4.4 傅里叶变化红外光谱
        3.4.5 拉曼光谱测试
        3.4.6 热重分析
    3.5 电化学性能表征
    3.6 本章小结
第4章 一维纤维状rGO/g-C3N4柔性超级电容器制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 纤维状rGO/g-C3N4/CF的制备
        4.2.2 一维纤维状柔性超级电容器的制备
        4.2.3 材料表征
        4.2.4 电化学表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 场发射扫描电镜
        4.3.2 X射线衍射
        4.3.3 傅里叶变化红外光谱
        4.3.4 拉曼光谱
        4.3.5 电化学性能测试
    4.4 本章小结
第5章 二维纸状rGO/g-C3N4柔性超级电容器制备及性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 rGO/g-C3N4纸状柔性电极的制备
        5.2.2 二维纸状柔性超级电容器的制备
        5.2.3 材料表征
        5.2.4 电化学表征
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 场发射扫描电镜
        5.3.2 高分辨透射电子电镜
        5.3.3 N2吸附-解吸附测试
        5.3.4 X射线衍射
        5.3.5 拉曼光谱测试
        5.3.6 傅里叶变换红外光谱
        5.3.7 X射线光电子能谱
        5.3.8 电化学性能测试
    5.4 本章小结
第6章 结论
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果



本文编号:4029560

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