【摘要】有序介孔材料以其丰富的骨架组成、有序多变的孔道结构、可调控的优良孔性质及多样化的形貌,充分顺应于新世纪材料科学领域对物质从微观到宏观可控的发展趋势,以及能源、环境、人类健康等相关领域的应用需求。而薄膜在器件化方面的巨大优势,开辟了材料从设计合成通向实际应用的路径。因此,有序介孔薄膜材料是一类具有巨大应用前景的新材料。在有序介孔薄膜产生和发展的十几年间,其合成技术、性质研究、应用开发都有了长 […]

【摘要】超级电容器作为下一代新型储能器件,正被广泛开发应用于诸多领域。而作为超级电容器核心,电极材料也因此显得越发重要。电极材料中以赝电容电极材料具备更高的比电容,正成为当前研究热点。本论文主要开展基于Co、Mn基系列赝电容电极材料的结构调控与超级电容器性能研究,另外论文还包括了一部分氧化物纳米材料气体传感器性能方面的研究,其具体研究内容如下：(1)成功制备了厚度仅为50.5nm的C0304纳米片 […]

【摘要】以碳纳米管和石墨烯为代表的碳纳米材料由于在电子、光学、机械和化学方面特有的优异性能,在纳米电子学、光电子学、储氢材料、传感器和超级电容器方面具有极大的应用潜力。导电聚合物则无论在原始状态或掺杂后的金属导体状态都具有高储能容量、良好的导电性、氧化还原可逆性和环境稳定性,因此被广泛用于有机发光二极管、光电池、有机场效应晶体管、有机激光器、太阳能电池和超级电容器。导电聚合物与碳纳米材料复合可兼备 […]

【摘要】近年来,超级电容器以其高安全性、高功率密度、大电流充放电和长循环寿命等优点而成为各国竞相研究的新型储能装置。根据存储机理,超级电容器可分为两大类,即以高比表面积碳材料作为电极材料的双电层超级电容器和以具有快速氧化还原反应的金属氧化物作为电极材料的赝电容超级电容器。由于存储机制的不同,在相同面积下赝电容值可达双电层电容值得数十倍,因而赝电容电极材料更受研究关注。目前,对赝电容电极材料的研究主 […]

【摘要】以废旧的锂电池和化学镀镍废液为主要原料,制备了氧化石墨烯/镍铝双羟基复合金属氧化物复合材料。采用X-射线衍射仪、场发射电子显微镜和电化学方法对该复合材料进行了表征。研究表明,该复合材料呈现为网络状的纳米片,其表面具有特殊微孔结构。在1.0A/g电流密度下,复合材料电极的比电容可达1184.3F/g;经过200次充/放电循环测试后,复合材料的比电容保持率仍可达98.3%,具有良好的充/放电循 […]

【摘要】日益恶化的全球变暖危机以及能源枯竭问题不仅仅需要通过减少温室气体排放和清洁能源来解决,还需要先进的能源存储与转化装置与控制系统。近年来,电化学能源存储与转化装置展示出了极为优异的应用前景,如超级电容器、锂离子电池、燃料电池等。其中,基于纳米材料的超级电容器、锂离子电池、燃料电池展示了最为优异的电化学活性。本论文以纳米材料作为超级电容器、锂离子电池、以及燃料电池活性材料时,纳米材料界面的物理 […]

【摘要】进入21世纪以来，随着传统能源的日渐耗竭与环境污染的日益严重，新型能源材料及其相应装置的研究已引起全社会的广泛关注。超级电容器作为介于传统电容器和二次电池的一种新型能量储存与转换装置，以其高的比容量、稳定的循环寿命、宽的工作电压视窗和高的功率密度等特点，在便携式仪器、动力混合汽车电源、信息技术等领域具有重要的商业前景和价值。其中，电极材料是影响超级电容器电化学性能最为关键的因素之一。在各种 […]

【摘要】纳米材料具有丰富的组成和多样的结构,呈现出不同于块体材料的独特物理化学性质,在光学、电学、催化、电子器件以及信息存储等领域发挥着不可取代的作用。人们已经利用多种方法制备了各种形态的纳米结构材料,然而,在设计合成特殊形貌的纳米材料特别是空心多面体纳米结构方面,仍缺少普适性的方法。本论文提出利用组成和结构多样的金属有机骨架结构(MOFs)纳米晶为模板,通过液相反应合成一系列空心多面体纳米结构, […]

【摘要】锂离子电池和超级电容器是储能的两个重要方向,它们的电化学性能和能量密度决定着它们今后的道路。然而,目前的储能电极材料一方面在具有高容量的同时,它的电化学循环和倍率容量性能却很差,需要进行改性处理；另一方面电极材料的电化学性能和储能容量和它的形貌有着密切的关系,实现电极材料的形貌最优化制备对提升电极材料电化学性能和能量密度有着重要意义。1.金属氧化物的理论储锂容量比较高,是石墨的2-3倍,但 […]