本文主要研究内容
作者青艳（2019）在《石墨烯量子点增强活性炭电容储能性能的研究》一文中研究指出：超级电容器作为一种绿色储能器件,因具有功率密度大、使用寿命长、成本低廉、构造简单等优点受到了研究者们的广泛关注。活性炭具有成本低和比表积大等优点,是超级电容器最常用的电极材料。然而其电容储能性能不佳,工作电压较低,导致了器件能量密度较低。通常增大比表面积能提高活性炭的比电容,但是发达的孔道结构会降低其导电性能,深而曲折的微孔更是会限制电解液离子的运输和储存,使活性炭比表面积利用率不高,比容量和倍率性能较差。针对以上存在的关键问题,本工作以石墨烯量子点和葡萄糖胺为原料,通过水热-炭化-活化方法制备了多孔活性炭,探讨了石墨烯量子点添加量、KOH用量对多孔活性炭的形貌及电容储能性能的影响规律,进而讨论了石墨烯量子点增强活性炭电容性能的机理。本论文的具体研究如下:1、研究了不同石墨烯量子点添加量和不同活化程度的活性炭电容性能,发现随着石墨烯量子点的增多,样品微观形貌从珊瑚状纳米颗粒逐渐变为微米球形颗粒,电容储能性能也逐渐提高;随着KOH用量的增多,多孔活性炭球表面粗糙程度加重,样品的比表面逐渐增大。在最优条件下,嵌入石墨烯量子点的活性炭比表面积可达2829 m2g-1,总孔体积为1.265 cm3g-1,孔径主要在0.48 nm-3.2nm。以6 M KOH为电解液,在三电极体系中,容量为354 F g-1@1 A g-1和220F g-1@100 A g-1,容量保持率可达62%。在两电极体系中,容量为388 F g-1@1A g-1和230 F g-1@100 A g-1,容量保持率为60%。其容量和倍率性能高于目前所报道的绝大多数多孔炭材料。而且其在10 A g-1电流密度下循环10000次后,容量并没有出现任何衰减。未活化样品比表面积只有357 m2g-1,容量为56 F g-1@1 A g-1和12 F g-1@20 A g-1,比表面积和电容储能性能远低于最优样品。化学活化会增大电极材料的比表面积,形成大量的孔道结构,从而显著提高材料的储能容量。2、石墨烯量子点的引入能够显著提高活性炭的容量和倍率性能,我们对其增强机理进行了讨论。嵌入石墨烯量子点的活性炭电化学性能远优于不加石墨烯量子点的样品、嵌入同比例石墨烯的样品和商业活性炭。从储能机理上进行研究,我们发现加入石墨烯量子点显著提高了样品的导电性和电子转移速率,证明高结晶度的石墨烯量子点均匀分散在活性炭球的内部,构建了整体导电网络结构,促进了曲折微孔中材料表面的充分利用,从而有效提高了活性炭的比容量和倍率性能。对称电容器在碱性电解质中（1 V电压窗口下）可得到13.47 Wh kg-1的超高能量密度,远超于目前所报道的绝大多数活性炭材料。另外,在高负载量15 mg cm-2下,电流密度为1 A g-1和5 A g-1时面比电容最高,分别是4.17 F cm-2和2.44F cm-2(高于商业负载量10 mg cm-2时的面容量),因此在实际应用中表现出极大的潜质。本工作利用石墨烯量子点高亲和性和高结晶性的特点,在活性炭内部构建了整体导电网络结构,增强了电极材料的电化学动力学性能,从而提高其电容储能的能力,为设计高储能性能的先进多孔炭材料提供了新思路。
Abstract
chao ji dian rong qi zuo wei yi chong lu se chu neng qi jian ,yin ju you gong lv mi du da 、shi yong shou ming chang 、cheng ben di lian 、gou zao jian chan deng you dian shou dao le yan jiu zhe men de an fan guan zhu 。huo xing tan ju you cheng ben di he bi biao ji da deng you dian ,shi chao ji dian rong qi zui chang yong de dian ji cai liao 。ran er ji dian rong chu neng xing neng bu jia ,gong zuo dian ya jiao di ,dao zhi le qi jian neng liang mi du jiao di 。tong chang zeng da bi biao mian ji neng di gao huo xing tan de bi dian rong ,dan shi fa da de kong dao jie gou hui jiang di ji dao dian xing neng ,shen er qu she de wei kong geng shi hui xian zhi dian jie ye li zi de yun shu he chu cun ,shi huo xing tan bi biao mian ji li yong lv bu gao ,bi rong liang he bei lv xing neng jiao cha 。zhen dui yi shang cun zai de guan jian wen ti ,ben gong zuo yi dan mo xi liang zi dian he pu tao tang an wei yuan liao ,tong guo shui re -tan hua -huo hua fang fa zhi bei le duo kong huo xing tan ,tan tao le dan mo xi liang zi dian tian jia liang 、KOHyong liang dui duo kong huo xing tan de xing mao ji dian rong chu neng xing neng de ying xiang gui lv ,jin er tao lun le dan mo xi liang zi dian zeng jiang huo xing tan dian rong xing neng de ji li 。ben lun wen de ju ti yan jiu ru xia :1、yan jiu le bu tong dan mo xi liang zi dian tian jia liang he bu tong huo hua cheng du de huo xing tan dian rong xing neng ,fa xian sui zhao dan mo xi liang zi dian de zeng duo ,yang pin wei guan xing mao cong shan hu zhuang na mi ke li zhu jian bian wei wei mi qiu xing ke li ,dian rong chu neng xing neng ye zhu jian di gao ;sui zhao KOHyong liang de zeng duo ,duo kong huo xing tan qiu biao mian cu cao cheng du jia chong ,yang pin de bi biao mian zhu jian zeng da 。zai zui you tiao jian xia ,qian ru dan mo xi liang zi dian de huo xing tan bi biao mian ji ke da 2829 m2g-1,zong kong ti ji wei 1.265 cm3g-1,kong jing zhu yao zai 0.48 nm-3.2nm。yi 6 M KOHwei dian jie ye ,zai san dian ji ti ji zhong ,rong liang wei 354 F g-1@1 A g-1he 220F g-1@100 A g-1,rong liang bao chi lv ke da 62%。zai liang dian ji ti ji zhong ,rong liang wei 388 F g-1@1A g-1he 230 F g-1@100 A g-1,rong liang bao chi lv wei 60%。ji rong liang he bei lv xing neng gao yu mu qian suo bao dao de jue da duo shu duo kong tan cai liao 。er ju ji zai 10 A g-1dian liu mi du xia xun huan 10000ci hou ,rong liang bing mei you chu xian ren he cui jian 。wei huo hua yang pin bi biao mian ji zhi you 357 m2g-1,rong liang wei 56 F g-1@1 A g-1he 12 F g-1@20 A g-1,bi biao mian ji he dian rong chu neng xing neng yuan di yu zui you yang pin 。hua xue huo hua hui zeng da dian ji cai liao de bi biao mian ji ,xing cheng da liang de kong dao jie gou ,cong er xian zhe di gao cai liao de chu neng rong liang 。2、dan mo xi liang zi dian de yin ru neng gou xian zhe di gao huo xing tan de rong liang he bei lv xing neng ,wo men dui ji zeng jiang ji li jin hang le tao lun 。qian ru dan mo xi liang zi dian de huo xing tan dian hua xue xing neng yuan you yu bu jia dan mo xi liang zi dian de yang pin 、qian ru tong bi li dan mo xi de yang pin he shang ye huo xing tan 。cong chu neng ji li shang jin hang yan jiu ,wo men fa xian jia ru dan mo xi liang zi dian xian zhe di gao le yang pin de dao dian xing he dian zi zhuai yi su lv ,zheng ming gao jie jing du de dan mo xi liang zi dian jun yun fen san zai huo xing tan qiu de nei bu ,gou jian le zheng ti dao dian wang lao jie gou ,cu jin le qu she wei kong zhong cai liao biao mian de chong fen li yong ,cong er you xiao di gao le huo xing tan de bi rong liang he bei lv xing neng 。dui chen dian rong qi zai jian xing dian jie zhi zhong （1 Vdian ya chuang kou xia ）ke de dao 13.47 Wh kg-1de chao gao neng liang mi du ,yuan chao yu mu qian suo bao dao de jue da duo shu huo xing tan cai liao 。ling wai ,zai gao fu zai liang 15 mg cm-2xia ,dian liu mi du wei 1 A g-1he 5 A g-1shi mian bi dian rong zui gao ,fen bie shi 4.17 F cm-2he 2.44F cm-2(gao yu shang ye fu zai liang 10 mg cm-2shi de mian rong liang ),yin ci zai shi ji ying yong zhong biao xian chu ji da de qian zhi 。ben gong zuo li yong dan mo xi liang zi dian gao qin he xing he gao jie jing xing de te dian ,zai huo xing tan nei bu gou jian le zheng ti dao dian wang lao jie gou ,zeng jiang le dian ji cai liao de dian hua xue dong li xue xing neng ,cong er di gao ji dian rong chu neng de neng li ,wei she ji gao chu neng xing neng de xian jin duo kong tan cai liao di gong le xin sai lu 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自新疆大学的青艳，发表于刊物新疆大学2019-07-23论文，是一篇关于超级电容器论文,石墨烯量子点论文,活性炭论文,导电性论文,电容储能性能论文,新疆大学2019-07-23论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自新疆大学2019-07-23论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：超级电容器论文; 石墨烯量子点论文; 活性炭论文; 导电性论文; 电容储能性能论文; 新疆大学2019-07-23论文;