【摘 要】
:
由于传统化石燃料的短缺,能源问题仍是人类急需解决的问题。与传统二次电池相比,超级电容器具有高功率密度、较长的循环寿命、安全性好等优点,因此受到广泛研究者的关注。而超级电容器能量密度低的问题仍阻碍着电化学储能的发展。根据能量密度公式E=CcellV~2/2,由此可知,能量密度的大小与电极材料和电解质息息相关。本论文通过熔盐法、氟化石墨烯还原和模板法制备了三种不同的碳材料。通过各种材料表征,系统的分析
论文部分内容阅读
由于传统化石燃料的短缺,能源问题仍是人类急需解决的问题。与传统二次电池相比,超级电容器具有高功率密度、较长的循环寿命、安全性好等优点,因此受到广泛研究者的关注。而超级电容器能量密度低的问题仍阻碍着电化学储能的发展。根据能量密度公式E=CcellV~2/2,由此可知,能量密度的大小与电极材料和电解质息息相关。本论文通过熔盐法、氟化石墨烯还原和模板法制备了三种不同的碳材料。通过各种材料表征,系统的分析了各种方法对材料孔结构和表面元素的影响;并结合电化学测试,得到不同电解液下孔结构以及表面元素对电容性能影响。使用Na Cl和KCl在Ca CO3的帮助下,通过熔盐法制备了一系列具有可调表面积的多孔碳(PCs),并将其用作超级电容器的电极材料。通过N2和CO2吸附测试分析表明,Ca CO3的引入导致微孔/中孔增加,从而将表面积从425 m~2 g-1扩大到864 m~2 g-1。分别在三种电解液(H2SO4、KOH和H2SO4+KI)下进行电化学测试,对比电容与孔径关系的研究表明,SO42-、K+和I-的可进入的最小孔口径分别为0.4、0.32和0.4 nm,考虑到SO42-(0.38/0.58 nm)、K+(0.26/0.42 nm)和I-(0.39/0.66 nm)的裸/溶剂化离子尺寸,这些水性电解质中可能会发生去溶剂化效应。此外,本工作还研究了氧官能团对氧化还原反应的影响。发现醌氧物质在H2SO4和KI活性电解质中均具有电化学活性。通过在电解液中添加KI,制备的多孔碳基超级电容器可提供55.7 Wh kg-1的高能量密度。氟化石墨烯(FG)的孔结构和表面元素通过水合肼还原和加热还原来调节。通过材料表征,这两种策略都可以降低表面F含量。水合肼还原导致更高的O含量,而加热还原导致更高的表面积。电化学测试表明,与H2SO4电解液相比,KI引入的赝电容导致比电容显著增加。在活性电解液中还原FG的最高比电容可达583 F g-1,大大超过其在H2SO4电解液中对应的17 F g-1值。对F含量与面积电容关系的研究表明,少量的F含量,尤其是半离子型C-F键,可以有效地促进面积电容。组装后的对称超级电容器具有适量的F含量和较高的比表面积,可提供8.89 Wh kg-1的能量密度和较长的循环稳定性。模板法制备多孔碳,无需进一步去除模板,并且通过引入质子交联剂-盐酸,改变了材料的结构与比表面积。引入盐酸的材料(GC-2)比表面积更大,结构更加稳定有序,因此在电化学测试当中,性能优于不加盐酸。GC-2的比电容在H2SO4+KI电解液达到1298 F g-1,即使在H2SO4电解液中也有214 Fg-1。
其他文献
有机磷农药(Organophosphorus pesticides,OPs)可有效防治农产品中的虫害,并且与其他种类农药相比,OPs由于其具有杀虫效果好、广谱性、价格低廉、残留期短等优点,是许多生产者在农业种植中的首选,因此其为许多发展中国家目前使用范围最广,用量最大的农药。在农业生产中,许多生产者在防治虫害时复配OPs,滥用农药,造成一种蔬菜样品中通常有多种OPs残留,因此蔬菜中OPs的残留检测
化学脱叶催熟使棉花批量脱叶和成熟,是机械化采收棉花的必要环节和重要前提。传统棉花脱叶效果的监测主要通过人工实地调研,存在效率低、主观因素强等问题。本文通过设计棉花脱叶剂胁迫试验,获取棉叶的叶绿素相对含量、棉叶实际光合效率(phi2参数)、棉叶高光谱特征和纹理特征4类农学数据,并利用特征数据集对三种机器学习模型进行训练,构建棉花脱叶剂胁迫程度监测模型,为高效准确判断棉花受脱叶剂胁迫程度提供一种新方法
在过去的二十年中,随着现代技术的发展,基于对能源需求的不断增大,储能设备发展迅速。目前,常见的储能设备包括电池、超级电容器等。由于超级电容器具有快速充放电能力、功率密度大、耐用性、环境友好性、稳定性等特点,从众多的储能设备中脱颖而出,是理想的可再生储能设备。但是,传统的合成高分子的原料成本较高以及对环境的恶劣影响是传统石油基聚合物材料的主要缺点。因此,使用可降解的天然高分子代替不可降解的合成聚合物
随着新课改的推行及落实,初中地理课堂教学效果所受到的重视程度也在不断地升高,怎样能够创建出一个更为有效、科学化的地理教学课堂十分重要。在实际教学实践时期,一些教师并没有对有效课堂构建的要点进行实践及探究,这就使得一些学生学习地理知识的兴趣及欲望比较薄弱,甚至还会拉低学生的课堂学习效果。所以,在基于初中地理中图版教材的基础上,研究新课改背景之下的初中地理有效课堂创建是十分必要的。接下来,我将针对新课
在当今经济全球化的影响下,人类所面临的决策环境越来越复杂,群决策作为一种可以有效集合群体智慧的决策理论,在政府和企业的决策过程中得到了越来越广泛的应用。在实际的群决策问题中,考虑到时间的紧迫性、可获取信息的模糊性、以及决策者知识有限等因素,之前对于决策信息的处理方式不再适用。为此,学者们提出了区间型模糊集和区间型模糊偏好关系,用来精确地刻画决策过程中的不确定性和模糊性,为决策者通过对方案的两两比较
在过去的几十年里,由于储氢材料作为一种高效、安全、绿色的能源载体,人们对其的兴趣正在稳步的增长。在众多的氢化物中,以镁为基础的储氢材料一直受到人们的广泛关注。其中Mg H2因为它较高的储氢容量(7.6 wt.%)和较低的生产成本具有较高的应用前景。然而,对于Mg H2储氢材料,材料本身合成的简便性、可逆性、相对较高的放氢温度(经过改善之后仍然高于200℃)和缓慢的动力学仍然是非常令人关注的问题,同
为适应社会经济的发展,我国财政部联合多部委推出《企业内部控制基本规范》及其三大配套指引,对国内上市公司的内控进行规范。毫无疑问,内部控制是公司开展经营的核心工作,对企业经营风险的防控、综合竞争力的提升和持续健康发展具有重要的作用。在我国经济迅速发展,经济体制深入改革的背景下,食品加工行业也得到了体量上的迅速扩张。但和体量扩张相对的是,食品行业的产品安全性等问题却频频发生,与和谐社会的建设难以匹配,
耕地与人类生存与发展密切相关,耕地资源事关国家粮食安全、农业可持续发展和文化传承,对于国家和社会的长久稳定有着重要意义。一方面,随着工业化、城镇化的发展和生态退耕工程的深入,我国建设用地和生态用地挤压耕地生存空间;另一方面农产品需求依旧要靠耕地实现。另外,我国耕地又存在着人均耕地少,后备资源不足、质量下降等多种问题。本文选取环渤海地区作为研究区,以Globe Land30地表覆盖数据为来源,结合G
含酚废水是一类典型的有机废水,处理此类废水的一种先进工艺是过硫酸盐氧化工艺。单靠过硫酸盐(PDS)本身是很难降解污染物,但是通过活化PDS可以产生活性自由基实现高效降解有机污染物。研究开发活化PDS的绿色催化剂是废水处理的关键问题。本论文设计非贵金属改性碳基催化剂和铈锰复合氧化物纳米催化剂这两种类型的绿色催化剂,以苯酚为目标污染物,开展污染物降解方面的相关研究。在非贵金属改性碳催化体系,针对材料的
随着气候的剧烈变化和人类活动的胁迫,我国不同类型生态功能区生态环境遭到严重破坏,生态脆弱性是当前区域环境变化和可持续发展研究的热点问题。然而当前的大多数研究方法适合单一类型的生态功能区,适用于多类型生态功能区的生态脆弱性研究相对较少。因此,本研究将针对三江源草原草甸湿地生态功能区、浑善达克沙漠化防治生态功能区、川滇森林及生物多样性生态功能区、桂黔滇喀斯特石漠化防治生态功能区,综合考虑每个生态功能区