氢氧化镍石墨烯复合物水凝胶制备及其性能研究

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性能研究
摘要石墨烯具有大的比表面积和良好的导电性,将氢氧化镍负载在石墨烯上,并形成水凝胶,可显著抑制氢氧化镍纳米粒子的团聚现象,降低电化学体系阻抗,有效提高材料电化学性能。本论文采用一步水热法将氢氧化镍粒子负载到石墨烯片上并形成复合物水凝胶。利用XRD、TEM等手段对复合物水凝胶进行了结构表征,并对其电化学性能进行了研究。结果表明,通过水热合成法可以成功制备出石墨烯表面均匀负载氢氧化镍水凝胶复合物(NGH),纳米氢氧化镍为褶皱的片状结构。研究发现,控制反应参数(负载比,反应时间以及反应温度),复合物水凝胶的电化学性能随之改变。在电流密度0.5 A/g时测得最大比电容为990.2 F/g。高的比电容能使制得的氢氧化镍/石墨烯水凝胶复合材料有望用于作为超级电容器电极材料。7564
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关键词石墨烯氢氧化镍水凝胶电化学性能比电容超级电容器
毕业设计说明书(论文)外文摘要
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TitleThe synthesis of Ni(OH)2/Graphene composite hydrogels and their properties
Abstract
Graphene has a large specific surface area and good conductivity. Anchoring Ni(OH)2 on graphene sheets into hydrogels could significantly inhibit the nano-Ni(OH)2 agglomeration in the electrochemical cycle, and reduce the electrochemical system impedance,which could effectively improve the material performance.In this paper,one-step hydrothermal method was used to prepare the graphene-Ni(OH)2 composite and the composite system was finally prepared into hydrogel.The microstructure of obtained composite was investigated by XRD、TEM and other methods, and its electrochemical properties were also studied.The results show that using the hydrothermal
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method could uniformly load the fold-sheet structure Ni(OH)2 to the graphene sheets and form a composite named as NGH(Ni(OH)2/ Graphene Hydrogel). Raw material’s ratio has    a great effect on the electrochemical properties.With the reaction parameters (raw material’s ratio, reactio
n time, and reaction tempreture)changed,the electrochemical properties of the NGH change afterwards. The NGH exhibits a high specific capacitance of 990.2 F/g at a charge and discharge current density of 0.5 A/g. The high specific capacitance makes the obtained composite promising for electrode materials applied in supercapacitors全国身份证验证系统
对能源需求的不断增加和日益增长的空气污染以及全球变暖的关注已引起能量存储和替代能源的研究。超级电容器被视为是有希望用于储能的候选,因为它的高功率性能,循环寿命长,以及低成本。超级电容器对于那些需要短时间内提升功率的器件具有理想的效果,因此很适合提高超级电容器的能量密度来达到
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电池的要求,这可以使它们用作主要动力来源。赝电容材料,如氧化物,氢氧化物,和聚合物正在被探索用于生产高比电容和高能量密度的超级电容器。然而,由于它们依靠法拉第氧化还原反应,而活性物质通常是太绝缘而不能支持高速率下电子的快速传输,因此这种“赝电容器”往往导致倍率性能和可逆性能的下降[1]。
1.1超级电容器
自锁角度超级电容器(又称电化学电容器)是一种功率型的能源储存转换装臵[2-3],其性能位于传统电容器和二次电池之间,且兼具两者的优点,如能量密度高、功率密度高、可快速充放电、循环寿命长,并具有瞬时大电流放电和对环境无污染等特性,因此超级电容器具有广阔的应用前景。它涉及了材料、能源、化学、物理、电子器件等多个学科,成为交叉学科研究的热点之一。作为一种性能优异、绿环保的新型储能器件,超级电容器在众多的领域有广泛的应用,包括军工、国防、科技,以及电动汽车、电脑、移动通信等民用领域,因而受到了世界各国,尤其是发达国家的高度重视。近几年来,我国科研人员和国家相关部门
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1.1.1超级电容器分类发光二极管封装
超级电容器按照其储能机理可以分为两类:法拉第准电容器和双电层电容器。
法拉第准电容器是在电极表面或电极体相中的二维或准二维空间上,电极上的活性物质进行欠电位沉积、发生高度可逆的化学吸附脱附或氧化还原反应,产生与电极充放电电位有关的电容。其存储电荷的过程包括:双电层上电荷的存储、电解液中的离子在电极活性物质中发生氧化还原反应而将电荷存储在电极中。其充放电过程是:充电时,电解液中的离子(一般为H+或OH-)在外加电场的作用下由
电解质溶液扩散到电极/电解液界面,而后通过界面发生的电化学反应进入到电极表面活性氧化物的体相中[5]。
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本文发布于:2023-05-17 23:20:18,感谢您对本站的认可!

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