高建飞:过渡金属单质与合金相材料的合成及电化学储能性质研究论文

高建飞:过渡金属单质与合金相材料的合成及电化学储能性质研究论文

本文主要研究内容

作者高建飞(2019)在《过渡金属单质与合金相材料的合成及电化学储能性质研究》一文中研究指出:本文主要针对过渡金属氧化物本征电子导电性差的问题以及金属材料在超级电容器领域研究较少的问题,提出了液相合成结合固相合成的两步化学法来实现金属氧化物材料向金属单质材料的转变,并且同时实现了金属氧化物本征电子导电性的改变。进一步研究了固态相变过程中材料形貌结构以及电化学性能的变化,初步探索了三种金属单质材料的电化学行为,并进一步讨论了本征电子导电性的改变对材料电化学性能的影响。主要研究内容和研究结果如下:第一,采用湿化学法以及后续煅烧处理制备了氧化镍(简单化学沉淀法),四氧化三钴(简单化学沉淀法)以及氧化铜(水热法)材料,进一步采用氨气诱导还原的方法,最终实现了三种氧化物通过固相反应转变为金属镍,金属钴以及金属铜三种单质。单电极电化学测试结果表明,在6 mol L-11 KOH电解液中,金属单质镍,金属单质钴以及金属单质铜分别展现出311,209,99 F g-1的比容量,均高于在相同测试条件下的相应的氧化物材料(127 F g-1氧化镍,105 F g-1四氧化三钴,42 F g-1氧化铜)。电流密度从0.5 A g-1增大至10 A g-1(金属镍,1 A g-1增大至10 A g-1),金属单质镍,金属单质钴以及金属单质铜的容量保持率分别为67%,65%,64%,同样高于相应的三种氧化物(47%氧化镍,55%四氧化三钴,57%氧化铜)。循环测试结果表明三种金属单质材料均展现出优异的循环稳定性:金属单质镍102%,10000次;金属单质钴114%,10000次;金属单质铜114%,40000次。基于以上三种金属材料体系,我们组装了活性炭//金属单质混合型电容器,均展现出优异的电化学性能。第二,通过简单的液相化学还原法制备了非晶硼化钴合金材料。单电极电化学测试结果表明,其在6 mol L-1KOH电解液中测试时可以展现出高达414 F g-1比容量,电流密度为0.5 A g-1。电流密度增大二十倍时(0.5 A g-1至10 A g-1),其展现出69%的容量保持率。组装的活性炭//非晶硼化钴合金混合型电容器的比容量可达64 F g-1,循环20000次容量几乎不衰减,在功率密度为200 W kg-1时,能量密度可达23 Wh kg-1。通过以上研究内容,我们初步证明了金属单质材料是一种很有前途的混合型超级电容器电极材料。同时也在一定程度上说明了氧化物材料本征电子导电性的改变对于材料比容量,倍率以及电化学储能机制均有一定的影响。

Abstract

ben wen zhu yao zhen dui guo du jin shu yang hua wu ben zheng dian zi dao dian xing cha de wen ti yi ji jin shu cai liao zai chao ji dian rong qi ling yu yan jiu jiao shao de wen ti ,di chu le ye xiang ge cheng jie ge gu xiang ge cheng de liang bu hua xue fa lai shi xian jin shu yang hua wu cai liao xiang jin shu chan zhi cai liao de zhuai bian ,bing ju tong shi shi xian le jin shu yang hua wu ben zheng dian zi dao dian xing de gai bian 。jin yi bu yan jiu le gu tai xiang bian guo cheng zhong cai liao xing mao jie gou yi ji dian hua xue xing neng de bian hua ,chu bu tan suo le san chong jin shu chan zhi cai liao de dian hua xue hang wei ,bing jin yi bu tao lun le ben zheng dian zi dao dian xing de gai bian dui cai liao dian hua xue xing neng de ying xiang 。zhu yao yan jiu nei rong he yan jiu jie guo ru xia :di yi ,cai yong shi hua xue fa yi ji hou xu duan shao chu li zhi bei le yang hua nie (jian chan hua xue chen dian fa ),si yang hua san gu (jian chan hua xue chen dian fa )yi ji yang hua tong (shui re fa )cai liao ,jin yi bu cai yong an qi you dao hai yuan de fang fa ,zui zhong shi xian le san chong yang hua wu tong guo gu xiang fan ying zhuai bian wei jin shu nie ,jin shu gu yi ji jin shu tong san chong chan zhi 。chan dian ji dian hua xue ce shi jie guo biao ming ,zai 6 mol L-11 KOHdian jie ye zhong ,jin shu chan zhi nie ,jin shu chan zhi gu yi ji jin shu chan zhi tong fen bie zhan xian chu 311,209,99 F g-1de bi rong liang ,jun gao yu zai xiang tong ce shi tiao jian xia de xiang ying de yang hua wu cai liao (127 F g-1yang hua nie ,105 F g-1si yang hua san gu ,42 F g-1yang hua tong )。dian liu mi du cong 0.5 A g-1zeng da zhi 10 A g-1(jin shu nie ,1 A g-1zeng da zhi 10 A g-1),jin shu chan zhi nie ,jin shu chan zhi gu yi ji jin shu chan zhi tong de rong liang bao chi lv fen bie wei 67%,65%,64%,tong yang gao yu xiang ying de san chong yang hua wu (47%yang hua nie ,55%si yang hua san gu ,57%yang hua tong )。xun huan ce shi jie guo biao ming san chong jin shu chan zhi cai liao jun zhan xian chu you yi de xun huan wen ding xing :jin shu chan zhi nie 102%,10000ci ;jin shu chan zhi gu 114%,10000ci ;jin shu chan zhi tong 114%,40000ci 。ji yu yi shang san chong jin shu cai liao ti ji ,wo men zu zhuang le huo xing tan //jin shu chan zhi hun ge xing dian rong qi ,jun zhan xian chu you yi de dian hua xue xing neng 。di er ,tong guo jian chan de ye xiang hua xue hai yuan fa zhi bei le fei jing peng hua gu ge jin cai liao 。chan dian ji dian hua xue ce shi jie guo biao ming ,ji zai 6 mol L-1KOHdian jie ye zhong ce shi shi ke yi zhan xian chu gao da 414 F g-1bi rong liang ,dian liu mi du wei 0.5 A g-1。dian liu mi du zeng da er shi bei shi (0.5 A g-1zhi 10 A g-1),ji zhan xian chu 69%de rong liang bao chi lv 。zu zhuang de huo xing tan //fei jing peng hua gu ge jin hun ge xing dian rong qi de bi rong liang ke da 64 F g-1,xun huan 20000ci rong liang ji hu bu cui jian ,zai gong lv mi du wei 200 W kg-1shi ,neng liang mi du ke da 23 Wh kg-1。tong guo yi shang yan jiu nei rong ,wo men chu bu zheng ming le jin shu chan zhi cai liao shi yi chong hen you qian tu de hun ge xing chao ji dian rong qi dian ji cai liao 。tong shi ye zai yi ding cheng du shang shui ming le yang hua wu cai liao ben zheng dian zi dao dian xing de gai bian dui yu cai liao bi rong liang ,bei lv yi ji dian hua xue chu neng ji zhi jun you yi ding de ying xiang 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自兰州理工大学的高建飞,发表于刊物兰州理工大学2019-07-18论文,是一篇关于金属材料论文,合金相材料论文,固态相变论文,混合型超级电容器论文,兰州理工大学2019-07-18论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自兰州理工大学2019-07-18论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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