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过渡金属氧化物被认为是最好的电容器电极候选材料,因为它们具有比容量大和快速充放电等优点,这使得它们具有很高的商业用途,比如氧化镍。因而,本文用环境友好的木质素磺酸盐作模板,将NiO做成介孔,可以大大提高材料的电化学性能。此外多孔碳材料作为电化学电容器的电极材料具有比表面积高、性能稳定等优点,但其比容量低且能量密度小。NiO材料虽然有很多优点,但性能不稳定、且成本较高。本论文用木质素做碳源合成的Ni/C复合材料结合两者优点,克服两者缺点,材料成本低廉且电化学性能优异。 (1)介孔NiO材料。以环境友好的木质素磺酸盐为模板,合成介孔NiO纳米材料。通过回流冷却2小时,在水解和模板剂的作用下,合成了α-Ni(OH)2纳米材料,并将其在450℃下煅烧,得到NiO纳米材料,很好地保留了前驱体的形态。所组装得到的NiO纳米材料具有高比表面积,大孔容和窄孔径分布,使它成为超级电容器的理想电极材料。除此之外,组装得到的NiO纳米结构表现出高的比电容,并在1000次循环伏安测试中呈现出高的循环稳定性。更进一步,由于无规介孔没有限制离子传输,介孔NiO材料展现出优异的大电流充放电性能。这些结果表明NiO纳米材料是一种很有前景的超级电容器电极材料。 (2)介孔NiO/C复合材料。以嵌段共聚物F127为模板剂,Ni(NO3)2·6H2O为Ni源,低分子量的戊二醛(多聚甲醛)和木质素为碳源,KOH为扩孔剂,通过溶胶凝胶法合成以无定形碳或者聚合物为骨架的具有高分散性的NiO纳米粒子。通过XRD,TEM和BET表征其结构和形貌。结果表明复合材料中纯的NiO纳米粒子被无定形碳包围,BET比表面积最高为802 m2/g,并且具有窄的孔径分布。通过循环伏安和恒流充放电来表征复合材料的电化学性能。结果表明复合材料具有高的比电容和在1000次循环中具有很好的循环稳定性。在1A/g到10A/g的恒流充放电实验中,复合材料的比电容保持率为90%。因此,介孔NiO/C复合材料具有很好的做超级电容器电极材料的前景。