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聚噻吩(PTh)和Mo_xO_y电极材料的制备及在超级电容器中性能的优化

2020-12-03阅读(890)

聚噻吩(PTh)和Mo_xO_y电极材料的制备及在超级电容器中性能的优化

论文摘要

超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置,电极材料是影响其电化学性能和生产成本的关键因素之一,本文采用电化学方法合成了导电聚合物聚噻吩（PTh）,并进一步通过铁离子的掺杂,提高聚噻吩的电容性能。对各个材料的结构、形貌以及电化学性能进行了对比。另外利用水热合成法和煅烧法制备了钼的氧化物MoxOy作为超级电容器的电极材料,测定了材料的组成、结构和电化学行为。具体内容如下:1、利用计时电流法反复多次试验,优化导电高聚物的合成条件。在优化条件下合成PTh和Fe3+掺杂的PTh导电聚合物电极材料,应用于超级电容器中。将两种电极材料分别置于1.0 M H2SO4溶液中进行了1000次循环充放电测试,发现PTh在1000次循环后仅保留其初始电容的7.8%,循环寿命不佳,而Fe3+掺杂的PTh保留了21.2%的初始电容,循环性能明显增强。2、采取不同的方法在碳布上制备了三种不同形貌的三氧化钼,MoO3-FM,MoO3-BM和MoO3-RM。三种电极材料分别置于1.0 M Na2SO4溶液中进行电化学性能测试,MoO3-FM电极材料的比电容高达254.0 F·g-1,在1000次循环后表现出优异的循环稳定性。这归因于花状三氧化钼的有序结构。而其它两种电极材料（MoO3-RM和MoO3-BM）的形貌均一性和比表面积都比较差,放电比电容也比较小。电化学结果证实MoO3-FM是适合用于存储装置的有前景的电极材料。3、通过水热合成法成功制备了MoO2和MoO3,并用作超级电容器的电极材料,在1.0 M LiOH电解质溶液中MoO2和MoO3进行了1000循环充放电,MoO2（1000次循环后保留率为71.00%）的放电容量达到381 F·g-1,MoO2表现出高的放电比容量,这归因于添加表面活性剂之后进行了结构上的改进,获得了不同结构的电极材料。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  •   1.1 超级电容器体系简介
  •   1.2 超级电容器体系分类
  •     1.2.1 碳电极材料
  •     1.2.2 金属氧化物电极材料
  •     1.2.3 导电聚合物电极材料
  •     1.2.4 复合材料
  •   1.3 选题依据
  •   1.4 工作方案
  • 2 聚噻吩电极材料的制备及电化学性能研究
  •   2.1 实验部分
  •     2.1.1 试剂与仪器
  •     2.1.2 导电聚合物工作电极的制备
  •   2.2 结果与讨论
  •     2.2.1 导电聚合物的红外表征
  •     2.2.2 导电聚合物的形貌表征和能谱分析
  •     2.2.3 导电聚合物的X射线光电子能谱图
  •     2.2.4 导电聚合物电极材料的电化学测试
  •   2.3 本章小结
  • 3 三种不同形貌的三氧化钼的制备及电化学性能研究
  •   3.1 实验部分
  • 3的制备'>    3.1.2 三种不同形貌的MoO3的制备
  •   3.2 结果与讨论
  • 3的XRD表征'>    3.2.1 三种不同形貌的MoO3的XRD表征
  • 3的SEM表征'>    3.2.2 三种不同形貌的MoO3的SEM表征
  • 3的XPS表征'>    3.2.3 三种不同形貌的MoO3的XPS表征
  • 3的BET表征'>    3.2.4 三种不同形貌的MoO3的BET表征
  • 3的电化学测试'>    3.2.5 三种不同形貌的MoO3的电化学测试
  •   3.3 本章小结
  • 4 二氧化钼的制备及电化学性能的研究
  •   4.1 实验部分
  •     4.1.1 试剂和仪器
  •     4.1.2 水热法制备三氧化钼和二氧化鉬
  •   4.2 结果与讨论
  •     4.2.1 三氧化钼和二氧化鉬的XRD表征
  •     4.2.2 三氧化钼和二氧化鉬的SEM表征
  •     4.2.3 三氧化钼和二氧化鉬的XPS表征
  •     4.2.4 三氧化钼和二氧化鉬的BET表征
  •     4.2.5 三氧化钼和二氧化鉬的电化学测试
  •   4.3 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间取得的科研成果清单

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 赵佳静

    导师: 武克忠

    关键词: 超级电容器,电极材料,聚噻吩,氧化钼,比容量

    来源: 河北师范大学

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 材料科学,电力工业

    单位: 河北师范大学

    分类号: TM53;TB33

    总页数: 55

    文件大小: 6085K

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