钴基超薄纳米片材料的设计及电化学性能研究

发布时间：2025-06-21 06:11

　　储能作为能源系统中非常重要的一个环节,随着政府一系列政策的出台,其市场需求也在不断扩大。其中,电化学储能是发展最为迅速的一种储能技术,正不断被开发并推广。相比锂电池、铅蓄电池等传统的电化学储能装置,超级电容器是一种新型的环保储能装置。因为存储原理的不同,它比一般电池具有更高的功率密度和更好的循环性能。但是与其他储能器件相比,它的能量密度偏低,所以限制了其应用。为了提高能量密度,人们需要寻找合适的电极材料。过渡金属的氧化物半导体材料因为具有制备过程简单、价格相对较低、材料结构稳定、比电容较高等优点引起人们广泛关注。在这些过渡金属中,钴基金属氧化物有着极高的理论容量,非常适合做电极材料。但由于钴基氧化物半导体材料自身导电性能相对较差,电容器的倍率性能也受到限制。就如何优化其性能,通过实验进行了研究。一、基于钴的MOF纳米片材料的合成和转化。以金属有机框架(MOF)为模板进行转化是合成金属氧化物纳米多孔材料的一种常用方法。在这个部分我们以泡沫镍、钛片等为基底,利用2-甲基咪唑(2-MI)与六水合硝酸钴在水溶液中的离化和配位,在常温常压下合成三角形的钴基MOF(Co-MOF)纳米片。这种Co-M...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器的介绍
        1.2.1 超级电容器的发展过程
        1.2.2 超级电容器的分类及工作原理
        1.2.3 超级电容器的常见测试方法
    1.3 钴基材料的介绍及应用
        1.3.1 钴基材料的种类及性质
        1.3.2 二价钴离子与2-甲基咪唑的配合
        1.3.3 钴基材料的应用和储能机理
    1.4 本论文的选题思想及选题方向
第二章 钴基片状MOF材料的合成与转化
    2.1 引言
    2.2 片状Co-MOF的合成
        2.2.1 实验原理
        2.2.2 实验试剂和仪器
        2.2.3 基于钴的MOF材料的制备
        2.2.4 离子交换法对钴的MOF材料的转化
    2.3 样品的表征及与电化学测试
        2.3.1 不同条件的前驱体Co-MOF材料
        2.3.2 不同反应条件生成的中间产物分析
        2.3.3 对退火得到的Co₃O₄二级纳米材料的表征
    2.4 小结
第三章 ZnCo₂O₄的制备与转化
    3.1 引言
    3.2 水热法制备超薄ZnCo₂O4

        3.2.1 实验原理
        3.2.2 实验试剂和仪器
        3.2.3 实验过程
    3.3 样品的表征及与电化学测试
        3.3.1 Zn-Co前驱体的表征
        3.3.2 ZnCo₂O₄的表征及测试
        3.3.3 探究硫化对材料性能的影响
        3.3.4 负极材料的性能研究
        3.3.5 全电容的组装以及性能的探究
    3.4 小结
第四章 总结与展望
    4.1 工作总结
    4.2 工作展望
参考文献
致谢



本文编号：4052030

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