导读:本文包含了复合碳气凝胶电极论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:凝胶,电容器,电极,电容,甘蔗渣,苯胺,苯酚。
复合碳气凝胶电极论文文献综述
黄建成,丁冬,李玉婷,张慧芳,刘海宁[1]（2019）在《生物质碳气凝胶/MnO_2复合电极对Rb~+、Cs~+的电吸附行为》一文中研究指出以柚子皮为主要原料,采用低温水热碳化-真空冷冻干燥-高温碳化相结合的方法,制备了生物质碳气凝胶(PCA),并将其用于制备PCA单一和PCA@MnO_2(MPCA)复合电吸附电极,利用SEM、XRD、FT-IR、BET及电化学工作站对电极材料的形貌、结构和电化学性质进行了表征,并考察了两种电极对Rb~+、Cs~+的电吸附行为。结果表明,自制PCA为叁维多孔结构,利于吸附质扩散;电极比电容大,循环性能好。电极的组成对电吸附行为具有较大的影响,二氧化锰的加入改变了电极对离子的吸附选择性,MPCA[m(二氧化锰)∶m(PCA)=4∶1]复合电极对铷的吸附量明显优于铯,平衡吸附量分别可以达到85μmol/g和64μmol/g,优于PCA电极,且具有良好的循环再生性能。(本文来源于《无机盐工业》期刊2019年10期）
郝品[2]（2015）在《可再生资源制备的碳气凝胶及其复合电极材料的电化学性能研究》一文中研究指出超级电容器作为一种新型的能源存储器件,填补了电池和传统电容器之间的空白。但是超级电容器由于能量密度较低并且制备成本较高,大大限制了其应用范围。因此以价格低廉的原料制备具有高性能的超级电容器电极材料是超级电容器领域最重要的研究方向。采用可再生天然高分子及其衍生物为原材料制备分级多孔的碳材料不但可以有效的减少电极材料的制备成本,而且符合可持续经济发展的要求。本论文首先采用工业废弃物甘蔗渣及甲壳类动物外壳提取物壳聚糖为原料通过成分和孔径结构调控制备了分级多孔的碳气凝胶,用于高性能双电层超级电容器。并将双电层电容器电极材料与赝电容器电极材料进行复合,通过结构设计和成分调控制备了多孔碳气凝胶—无机纳米阵列混合超级电容器电极材料,实现了高性能混合超级电容器电极材料的制备。纤维素是自然界中储存量最多的天然有机聚合物。本论文首次采用蔗糖工业废弃物甘蔗渣为原料经过提纯制备出了纤维素,然后通过纤维素溶解、再生、冷冻干燥、高温碳化和KOH活化等过程制备出了分级多孔的碳气凝胶。纤维素气凝胶在冷冻干燥过程中形成大孔和介孔,后期活化过程中由于KOH与碳的腐蚀反应在大孔和介孔的碳壁上留下了大量的微孔,从而形成了分级多孔的网络结构。并通过线性相关分析发现电极材料的电荷储存能力受微孔体积的影响,而介孔体积则更大程度地决定材料的大电流充放电能力。不同活化温度下制备的碳气凝胶具有不同的比表面积和孔体积,并且由于气凝胶中无定碳的含量不同而使其导电性也各不相同。当活化温度为700℃,活化剂与碳材料质量比为3：1时制备的碳气凝胶具有最优异的电化学性能。在固体电解质中两电极测试体系的比电容最高可达到142.1 F g-1,经5000次连续充放电后,电容保持率高达93.9%。当功率密度为500 W kg-1时,其能量密度可达到19.74Wh kg-1。壳聚糖是继纤维素之后自然界中普遍存在的第二大天然有机聚合物。本论文首次采用壳聚糖为原料经过溶解、冷冻干燥、碳化以及KOH活化制备出了分级多孔的含氮石墨烯基碳气凝胶。壳聚糖溶解于醋酸溶液中,醋酸中的羰基氧可以与壳聚糖分子形成氢键,形成平面网络结构。在快速冷冻和冷冻干燥的过程中,壳聚糖溶液的表面张力使其组装成薄膜结构,进而彼此相连形成叁维网络结构。碳化后,壳聚糖平面网络结构中的碳原子原位形成石墨烯层,而无序连接的壳聚糖分子则被碳化为无定形碳。由于壳聚糖分子中含有氨基,碳化后氮原子仍然保留在结构中形成了含氮石墨烯基碳气凝胶。不同活化温度下得到的碳气凝胶中无定形碳的含量是不同的。当活化温度为800℃时,大部分的无定形碳被KOH腐蚀,留下了含有大量纳米孔的无定形碳颗粒分散在石墨烯层中形成石墨烯—无定形碳—石墨烯复合叁明治结构。石墨烯可以增加材料的导电性,纳米孔有利于电荷储存,因此800℃活化温度下得到的碳气凝胶由于既具有含有大量纳米孔的无定形碳,同时又具有导电性较好的石墨烯层,展现出了最优异的电化学性能。另外,样品中含氮官能团和含氧官能团也可以有效提高样品的电化学性能。使其在两电极固体电解质中的比电容可达到197 Fg-1。当功率密度为400Wkg-1时,其能量密度可达到27.4 Wh kg-1。本论文为利用天然可再生有机聚合物及其衍生物制备具有分级多孔的碳材料提供了一种切实可行的制备路线。虽然采用甘蔗渣和壳聚糖制备的多孔碳具有优秀的双电层电化学行为,但是由于比表面积等的限制,比电容一般只有50～200 Fg-1。因此,本研究通过结构设计和组分调控成功将具有较高理论赝电容的一维无机纳米结构组装在多孔碳气凝胶的表面,实现了对双电层-赝电容混合超级电容器电极材料的性能调控。首先通过水热和热处理制备了MnCo2O4.5纳米针／碳气凝胶复合结构,研究了不同前驱液浓度下制备的复合结构的形貌、组成及电化学性能。当纳米针负载量较少时,碳气凝胶的表面不能被MnCo2O4.5纳米针全部覆盖。纳米针带来的正面效应与负面效应相抵消,其性能与石墨烯基碳气凝胶相比无明显变化。增加前驱液的浓度,碳气凝胶的表面完全均匀地覆盖了一层MnCp2O4.5纳米针。MnCo2O4.5纳米针垂直牢固的组装在碳气凝胶的表面,有利于加快MnCo2O4.5纳米针和碳气凝胶之间的电荷转移。继续增加前驱液的浓度,碳气凝胶的表面负载过多的MnCo2O4.5纳米针,不仅使碳气凝胶的表面被完全覆盖,而且还堆积了大量多余的纳米针结构。过多的MnCo2O4.5纳米针阻塞了碳气凝胶的网络结构,而且由于无机纳米针之间较高的界面电阻,导致样品的电化学性能较差。采用最佳前驱液浓度下制备的MnCo2O4.5纳米针/碳气凝胶复合结构为电极材料组装的对称超级电容器在中性电解液中的工作电压范围可以达到1.5 V,因此其在0.2Ag-1下的能量密度可以达到84.3 Wh kg-1。然后本研究还通过水热和后期热处理或者硫化处理成功制备了NiCO2O4纳米针/碳气凝胶和NiCo2S4纳米管/碳气凝胶复合结构。一维Ni-Co纳米结构与碳气凝胶的表面紧紧连接在一起,加快了两种材料之间的电荷转移。由于作为骨架的碳气凝胶具有分级多孔的网络结构,因此制备的NiCo2O4纳米针/碳气凝胶和NiCo2S4纳米管/碳气凝胶复合结构与纯NiCo2O4和NiCo2S4相比具有较好的快速充放电能力。另外,NiCo2S4中空的管状结构可以为电解液和活性物质之间提供更多的反应位点,并且具有高于NiCo2O4两个数量级的电导率,使NiCo2S4纳米管/碳气凝胶复合结构展现出了优于NiCo2O4纳米针/碳气凝胶的电化学性能。因此,本研究为将一维纳米结构组装到基底材料上制备复合结构提供了一条有效途径。本研究以工业和生活废弃物提取的天然高分子为主要原料制备了具有高性能的超级电容器电极材料。通过对碳气凝胶晶体结构和孔道结构及其相关电学特性的调控,成功制备了高性能多孔碳双电层超级电容器电极材料,并通过将其与赝电容器电极材料进行组装,利用组分、形貌及界面调控实现了高效混合型超级电容器的制备。论文从性能设计,化学合成和结构调控,以及将不同电容器材料复合,进行了深入的理论和实验研究,并获得了高性能的超级电容器电极材料。对低成本高性能超级电容器的设计和制备具有重要的参考价值。(本文来源于《山东大学》期刊2015-12-05）
袁磊,王朝阳,付志兵,张厚琼,唐永建[3]（2010）在《MnO_2/碳气凝胶粉末复合电极材料制备与性能研究》一文中研究指出以间苯二酚(R)和甲醛为原料,碳酸钠(C)为催化剂,制备了碳气凝胶粉末(CRF),并以KBrO3和MnSO4.H2O为原料,采用水热法制备了MnO2/CRF复合材料。采用N2吸附、X射线衍射技术对所制备的复合材料进行了表征。结果表明,水热法制备的MnO2材料为纯的软锰矿相,且碳气凝胶粉的加入并未影响MnO2的晶体结构。在1mol/LKOH电解液中进行的循环伏安和计时电位扫描测试表明,电极材料电化学性能稳定,具有较好的可逆性;在1mA电流密度下进行充放电测试时,电极比电容为146.6F/g;再循环500次后,电极仍能保持稳定的电容,显示出该电极材料是一理想的电化学电极材料。(本文来源于《原子能科学技术》期刊2010年07期）
袁磊,王朝阳,唐永建[4]（2009）在《MnO_2/碳气凝胶复合电极材料的制备与性能研究》一文中研究指出超级电容器(supercapacitor),又称电化学电容器(electrochemical capacitor)是一种介于蓄电池和传统介电质电容器之间的新型储能元件。它具有许多蓄电池和传统介电质电容器不具备的优点:具有高的功率密度和能量密度;充电速度快;使用寿命长;使用温度范围广,低温性能优越等。因此其作为后备电源、(本文来源于《第十届中国核靶技术学术交流会摘要集》期刊2009-08-10）
刘羽熙[5]（2009）在《碳气凝胶复合电极材料的制备及性能研究》一文中研究指出采用常压干燥法以间苯二酚(R)、甲醛(F)为原料制备RF碳气凝胶,并分别采用适量苯酚(P)、苯胺(A)和脲(U)部分代替间苯二酚合成PRF、ARF和URF碳气凝胶。用SEM、XRD、低温氮气吸附等手段对碳气凝胶的微观形貌及结构进行表征,并将碳气凝胶作为超级电容器电极材料,用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等方法系统地考察了其电化学性能。采用水溶液化学沉淀法合成了Ni(OH)2粉末,并以Ni(OH)2材料作为电容器的正极材料,组装成混合超级电容器,工作电压可提高至1.5 V。结果表明,常压干燥法制备的碳气凝胶呈现珍珠串式的网络结构。在恒流充放电和循环伏安测试中电极材料均表现出了良好的电容特性,经5000次循环后比容量仅衰减5.1%左右。原料中添加40%～60%苯酚含量的碳气凝胶的能量密度高于RF碳气凝胶,对降低制备成本具有重要意义。苯胺占间苯二酚与苯胺总摩尔数的比例最佳为15%,其能量密度值约为RF碳气凝胶的叁倍,这种结果可归因于氮异质原子的赝电容效应。(本文来源于《黑龙江大学》期刊2009-05-25）
李悦[6]（2004）在《超级离子电容器复合碳气凝胶电极特性的研究》一文中研究指出超级离子电容器是一种介于电池和传统电容器之间的新型高功率储能器件,与电池相比,超级离子电容器具有更大的功率密度值;与传统静电电容器相比,具有更高的能量密度;同时具有瞬间释放特大电流特性,充放电效率高、循环寿命长等优点。因此,超级离子电容器在电动车辆、高功率武器、工业设备的闪光及点火,电子设备中作备用电源等方面都有不可替代的作用。而对超级离子电容器的研究,主要集中在电极材料方面。本文选用碳气凝胶和氧化镍的复合材料作电极材料,研究了材料制备,结构和性能,以及影响电容器性能的因素、赝电容形成机理。研究的主要内容如下:1.用Sol-gel法合成RF复合气凝胶,经过丙酮置换、二氧化碳超临界干燥、碳化等过程制得氧化镍/碳复合气凝胶。采用低温N2吸附、红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和小角X射线衍射研究了复合碳气凝胶的组成和结构。2.在扩散限制簇凝聚(DLCA)模型的基础上,考虑溶胶粒子的密度和能量分布对凝胶化过程的影响,建立了关于复合气凝胶分形结构生长机制的溶胶活性粒子模型。采用计算机模拟了RF凝胶的溶胶-凝胶反应全过程,从理论上研究RF气凝胶反应机理。RF气凝胶是以分形方式生长的纳米多孔材料,同密度的凝胶分形维数大致相等。在低活化能条件下,凝胶呈网状生长,胶体均匀性较好。3.采用复合碳气凝胶作为超级离子电容器的电极材料,研究了催化剂用量、氧化镍含量、干燥方式、碳化温度对复合碳气凝胶电极电容和等效串联电阻等性能的影响。结果表明:当碳化温度在700-900℃之间,随着碳化温度升高,复合碳气凝胶电极比电容减小;随着催化剂用量增加,比电容量增大;在一定范围内,随着氧化镍在复合碳气凝胶中质量百分含量的增加,比电容量基本呈线性增加。当氧化镍的百分含量达到10%,比电容量为162F/g。当氧化镍的百分含量达到40%,比电容量为260F/g,其等效串联电阻在氧化镍质量百分含量不超过30%时,等效串联电阻较小且变化不大。4.从循环伏安曲线可知,在低频下,超级离子电容器是一种具有高度可逆性的电容器件;从交流阻抗谱曲线看出,复合碳气凝胶电极频率响应特<WP=5>性较差。即电容随着频率增大而减小,当频率增大到kHz量级时,便不具有电容特性。(本文来源于《电子科技大学》期刊2004-02-01）
复合碳气凝胶电极论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
超级电容器作为一种新型的能源存储器件,填补了电池和传统电容器之间的空白。但是超级电容器由于能量密度较低并且制备成本较高,大大限制了其应用范围。因此以价格低廉的原料制备具有高性能的超级电容器电极材料是超级电容器领域最重要的研究方向。采用可再生天然高分子及其衍生物为原材料制备分级多孔的碳材料不但可以有效的减少电极材料的制备成本,而且符合可持续经济发展的要求。本论文首先采用工业废弃物甘蔗渣及甲壳类动物外壳提取物壳聚糖为原料通过成分和孔径结构调控制备了分级多孔的碳气凝胶,用于高性能双电层超级电容器。并将双电层电容器电极材料与赝电容器电极材料进行复合,通过结构设计和成分调控制备了多孔碳气凝胶—无机纳米阵列混合超级电容器电极材料,实现了高性能混合超级电容器电极材料的制备。纤维素是自然界中储存量最多的天然有机聚合物。本论文首次采用蔗糖工业废弃物甘蔗渣为原料经过提纯制备出了纤维素,然后通过纤维素溶解、再生、冷冻干燥、高温碳化和KOH活化等过程制备出了分级多孔的碳气凝胶。纤维素气凝胶在冷冻干燥过程中形成大孔和介孔,后期活化过程中由于KOH与碳的腐蚀反应在大孔和介孔的碳壁上留下了大量的微孔,从而形成了分级多孔的网络结构。并通过线性相关分析发现电极材料的电荷储存能力受微孔体积的影响,而介孔体积则更大程度地决定材料的大电流充放电能力。不同活化温度下制备的碳气凝胶具有不同的比表面积和孔体积,并且由于气凝胶中无定碳的含量不同而使其导电性也各不相同。当活化温度为700℃,活化剂与碳材料质量比为3：1时制备的碳气凝胶具有最优异的电化学性能。在固体电解质中两电极测试体系的比电容最高可达到142.1 F g-1,经5000次连续充放电后,电容保持率高达93.9%。当功率密度为500 W kg-1时,其能量密度可达到19.74Wh kg-1。壳聚糖是继纤维素之后自然界中普遍存在的第二大天然有机聚合物。本论文首次采用壳聚糖为原料经过溶解、冷冻干燥、碳化以及KOH活化制备出了分级多孔的含氮石墨烯基碳气凝胶。壳聚糖溶解于醋酸溶液中,醋酸中的羰基氧可以与壳聚糖分子形成氢键,形成平面网络结构。在快速冷冻和冷冻干燥的过程中,壳聚糖溶液的表面张力使其组装成薄膜结构,进而彼此相连形成叁维网络结构。碳化后,壳聚糖平面网络结构中的碳原子原位形成石墨烯层,而无序连接的壳聚糖分子则被碳化为无定形碳。由于壳聚糖分子中含有氨基,碳化后氮原子仍然保留在结构中形成了含氮石墨烯基碳气凝胶。不同活化温度下得到的碳气凝胶中无定形碳的含量是不同的。当活化温度为800℃时,大部分的无定形碳被KOH腐蚀,留下了含有大量纳米孔的无定形碳颗粒分散在石墨烯层中形成石墨烯—无定形碳—石墨烯复合叁明治结构。石墨烯可以增加材料的导电性,纳米孔有利于电荷储存,因此800℃活化温度下得到的碳气凝胶由于既具有含有大量纳米孔的无定形碳,同时又具有导电性较好的石墨烯层,展现出了最优异的电化学性能。另外,样品中含氮官能团和含氧官能团也可以有效提高样品的电化学性能。使其在两电极固体电解质中的比电容可达到197 Fg-1。当功率密度为400Wkg-1时,其能量密度可达到27.4 Wh kg-1。本论文为利用天然可再生有机聚合物及其衍生物制备具有分级多孔的碳材料提供了一种切实可行的制备路线。虽然采用甘蔗渣和壳聚糖制备的多孔碳具有优秀的双电层电化学行为,但是由于比表面积等的限制,比电容一般只有50～200 Fg-1。因此,本研究通过结构设计和组分调控成功将具有较高理论赝电容的一维无机纳米结构组装在多孔碳气凝胶的表面,实现了对双电层-赝电容混合超级电容器电极材料的性能调控。首先通过水热和热处理制备了MnCo2O4.5纳米针／碳气凝胶复合结构,研究了不同前驱液浓度下制备的复合结构的形貌、组成及电化学性能。当纳米针负载量较少时,碳气凝胶的表面不能被MnCo2O4.5纳米针全部覆盖。纳米针带来的正面效应与负面效应相抵消,其性能与石墨烯基碳气凝胶相比无明显变化。增加前驱液的浓度,碳气凝胶的表面完全均匀地覆盖了一层MnCp2O4.5纳米针。MnCo2O4.5纳米针垂直牢固的组装在碳气凝胶的表面,有利于加快MnCo2O4.5纳米针和碳气凝胶之间的电荷转移。继续增加前驱液的浓度,碳气凝胶的表面负载过多的MnCo2O4.5纳米针,不仅使碳气凝胶的表面被完全覆盖,而且还堆积了大量多余的纳米针结构。过多的MnCo2O4.5纳米针阻塞了碳气凝胶的网络结构,而且由于无机纳米针之间较高的界面电阻,导致样品的电化学性能较差。采用最佳前驱液浓度下制备的MnCo2O4.5纳米针/碳气凝胶复合结构为电极材料组装的对称超级电容器在中性电解液中的工作电压范围可以达到1.5 V,因此其在0.2Ag-1下的能量密度可以达到84.3 Wh kg-1。然后本研究还通过水热和后期热处理或者硫化处理成功制备了NiCO2O4纳米针/碳气凝胶和NiCo2S4纳米管/碳气凝胶复合结构。一维Ni-Co纳米结构与碳气凝胶的表面紧紧连接在一起,加快了两种材料之间的电荷转移。由于作为骨架的碳气凝胶具有分级多孔的网络结构,因此制备的NiCo2O4纳米针/碳气凝胶和NiCo2S4纳米管/碳气凝胶复合结构与纯NiCo2O4和NiCo2S4相比具有较好的快速充放电能力。另外,NiCo2S4中空的管状结构可以为电解液和活性物质之间提供更多的反应位点,并且具有高于NiCo2O4两个数量级的电导率,使NiCo2S4纳米管/碳气凝胶复合结构展现出了优于NiCo2O4纳米针/碳气凝胶的电化学性能。因此,本研究为将一维纳米结构组装到基底材料上制备复合结构提供了一条有效途径。本研究以工业和生活废弃物提取的天然高分子为主要原料制备了具有高性能的超级电容器电极材料。通过对碳气凝胶晶体结构和孔道结构及其相关电学特性的调控,成功制备了高性能多孔碳双电层超级电容器电极材料,并通过将其与赝电容器电极材料进行组装,利用组分、形貌及界面调控实现了高效混合型超级电容器的制备。论文从性能设计,化学合成和结构调控,以及将不同电容器材料复合,进行了深入的理论和实验研究,并获得了高性能的超级电容器电极材料。对低成本高性能超级电容器的设计和制备具有重要的参考价值。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
复合碳气凝胶电极论文参考文献
[1].黄建成,丁冬,李玉婷,张慧芳,刘海宁.生物质碳气凝胶/MnO_2复合电极对Rb~+、Cs~+的电吸附行为[J].无机盐工业.2019
[2].郝品.可再生资源制备的碳气凝胶及其复合电极材料的电化学性能研究[D].山东大学.2015
[3].袁磊,王朝阳,付志兵,张厚琼,唐永建.MnO_2/碳气凝胶粉末复合电极材料制备与性能研究[J].原子能科学技术.2010
[4].袁磊,王朝阳,唐永建.MnO_2/碳气凝胶复合电极材料的制备与性能研究[C].第十届中国核靶技术学术交流会摘要集.2009
[5].刘羽熙.碳气凝胶复合电极材料的制备及性能研究[D].黑龙江大学.2009
[6].李悦.超级离子电容器复合碳气凝胶电极特性的研究[D].电子科技大学.2004