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人类社会的快速进步加速了地球上不可再生资源的消耗。为顺应社会可持续发展,逐渐枯竭的化石能源将在未来逐渐淡出人们的视线,风能、太阳能、潮汐能等绿色可持续能源将成为主要的能量来源。能源结构的改变对现代储能设备也做出了要求。超级电容器作为一种绿色清洁储能设备以其能量密度与功率密度高,循环稳定性好等特点成为了研究热点。电极材料作为超级电容器最重要的组成部分其性能直接影响了器件的整体性能,是热点研究方向之一。钴基硒化物与碲化物具有尺寸小、表面积高、导电性好等优点,是一种极具潜力的超级电容器电极材料。但目前为止,对钴基硒化物与碲化物的研究尚浅,仍有许多问题与空白需要解决与填补。本文以硒化钴(CoSe)与碲化钴(CoTe)研究对象展开对钴基硒化物与碲化物的电化学性能的研究,主要包括如下部分:
(1)设计一步热溶剂工艺,首先制备出CoSe纳米颗粒材料,针对不同温度与不同时间对产物的影响进行了讨论,研究出最佳合成工艺路线,并详细研究其电化学性能;
(2)以导电性更高的Te元素替换Se元素,调整工艺,制备出纯净的CoTe纳米线材料,对不同反应温度与反应时间下的产物进行讨论,研究最佳合成条件,并对最佳产物进行详细的电化学性能分析;
(3)针对合成的CoTe材料堆垛团聚的问题,通过将CoTe纳米线材料与还原氧化石墨烯(rGO)进行复合,制备了CoTe@rGO复合材料,利用rGO的优点以及二者的协同作用解决了堆垛团聚问题,使性能得到较为明显的提高。
本文三步实验前后具有一定关联性:首先设计合成工艺,首次合成了CoSe纳米颗粒材料并进行了详细研究;其次针对前一步实验制得的CoSe纳米颗粒材料电化学性能相对较弱的问题,将Se元素替换成化学性质相似但电导率更高性能更好的Te元素,首次合成了CoTe纳米线材料,并进行了详细的电化学性能分析,性能有所提升,与预期结果相符;最后针对上一步遗留的问题,采用与rGO复合的手段进行解决,合成了CoTe@rGO复合材料,性能提升明显,实验成功。
(1)设计一步热溶剂工艺,首先制备出CoSe纳米颗粒材料,针对不同温度与不同时间对产物的影响进行了讨论,研究出最佳合成工艺路线,并详细研究其电化学性能;
(2)以导电性更高的Te元素替换Se元素,调整工艺,制备出纯净的CoTe纳米线材料,对不同反应温度与反应时间下的产物进行讨论,研究最佳合成条件,并对最佳产物进行详细的电化学性能分析;
(3)针对合成的CoTe材料堆垛团聚的问题,通过将CoTe纳米线材料与还原氧化石墨烯(rGO)进行复合,制备了CoTe@rGO复合材料,利用rGO的优点以及二者的协同作用解决了堆垛团聚问题,使性能得到较为明显的提高。
本文三步实验前后具有一定关联性:首先设计合成工艺,首次合成了CoSe纳米颗粒材料并进行了详细研究;其次针对前一步实验制得的CoSe纳米颗粒材料电化学性能相对较弱的问题,将Se元素替换成化学性质相似但电导率更高性能更好的Te元素,首次合成了CoTe纳米线材料,并进行了详细的电化学性能分析,性能有所提升,与预期结果相符;最后针对上一步遗留的问题,采用与rGO复合的手段进行解决,合成了CoTe@rGO复合材料,性能提升明显,实验成功。