發(fā)布時間：2018-06-22 10:23

  本文選題：納米復(fù)合材料 + 過渡金屬氧族化合物　； 參考：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來,隨著環(huán)境的污染和化石燃料的枯竭,為了減少對化石能源的依賴和提高能源的利用率,急切需要尋求清潔的能源供給和高效的能源轉(zhuǎn)化。因而,提高超級電容器的電荷儲存性能和電解水工業(yè)的催化劑活性已成為人們研究熱點(diǎn)。過渡系金屬氧化物和硫化物因其地球儲量豐富,價格低廉,在催化/儲能等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景而受到研究者的廣泛關(guān)注。特別是,在含有多種金屬組分的過渡金屬基復(fù)合化合物中,金屬組分間常常存在強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng),這使得復(fù)合化合物具有增強(qiáng)的催化/傳感/儲能特性。利用過渡金屬基復(fù)合化合物中的組分間協(xié)同作用,發(fā)展高效的電催化及電化學(xué)儲能材料是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。本論文研究以鐵基過渡金屬基硫氧化物納米復(fù)合材料作為研究對象,成功制備了Fe_3O_4@Co_9S_8/還原氧化石墨烯復(fù)合電催化劑及多孔Fe-Mn-O納米復(fù)合材料。利用XRD,SEM,TEM,XPS等技術(shù)對其進(jìn)行了系統(tǒng)表征。深入考察了Fe_3O_4@Co_9S_8/還原氧化石墨烯復(fù)合電催化劑的電催化水氧化析氧性能,多孔Fe-Mn-O納米復(fù)合材料作為超級電容器電極的儲能特性。具體如下:1.發(fā)展溶劑熱方法合成了Fe_3O_4修飾的Co_9S_8納米粒子/還原氧化石墨烯復(fù)合物(Fe_3O_4@Co_9S_8/rGO)。研究發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料中鐵組分的引入能影響硫化鈷的物相。該復(fù)合材料表現(xiàn)出組分間協(xié)同作用增強(qiáng)的電催化水氧化析氧性能,在0.1 M KOH溶液中,電流密度為10 mA cm-2時復(fù)合材料的過電勢僅為0.34 V,其塔菲爾斜率為54.5 mV decade-1,這遠(yuǎn)優(yōu)于其他硫化鈷材料。Fe_3O_4@Co_9S_8/rGO還具有較好的OER穩(wěn)定性�；�于XPS結(jié)果的分析表明,在Fe_3O_4@Co_9S_8/rGO催化劑中,電荷從Fe位點(diǎn)轉(zhuǎn)移向Co位點(diǎn),促使Co位點(diǎn)上最穩(wěn)定的中間物Co-O-O易于脫附而促進(jìn)催化性能的提高。2.通過聚合物前驅(qū)體途徑借助煅燒處理成功制備了Fe-Mn-O復(fù)合材料。該復(fù)合物中,Fe和Mn組分均勻分布,復(fù)合物呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)特征,其BET表面積高達(dá)72.7 m2 g-1。我們考察了Fe-Mn-O復(fù)合材料作為超級電容器電極的性能,在中性水溶液中,Fe-Mn-O復(fù)合材料電極具有較寬的工作電壓窗口(-0.2到1.0 V),在電流密度為1 A g-1的條件下,其電容量可達(dá)86.7 F g-1或0.4 F cm-2,并有著好的穩(wěn)定性。
[Abstract]:In recent years, with the pollution of the environment and the depletion of fossil fuels, in order to reduce the dependence on fossil energy and improve the utilization of energy, it is urgent to seek clean energy supply and efficient energy conversion. Therefore, it has become a hot research topic to improve the charge storage performance of supercapacitors and the activity of the catalyst in the electrolysis water industry. Transition metal oxides and sulfides are widely concerned by the researchers because of their abundant reserves and low prices, and widely used in the fields of catalysis and energy storage. Especially, in the transition metal matrix compound containing a variety of metal components, there are often strong synergistic effects between the metal components, which makes the compound compound It has enhanced catalytic / sensing / energy storage properties. The development of high efficient electrocatalytic and electrochemical energy storage materials using the synergistic effect of the transition metal matrix composite compounds is the current research focus. In this paper, the iron based transition metal based sulfur oxide nanocomposites have been used as the research object, and Fe_3O_4@Co_9S_8/ has been successfully prepared. The reduced graphene oxide composite electrocatalyst and porous Fe-Mn-O nanocomposites were characterized by XRD, SEM, TEM, XPS and so on. The performance of the electrocatalytic oxidation and oxygen evolution of the Fe_3O_4@Co_9S_8/ reduced graphite oxide composite electrocatalyst was investigated. The porous Fe-Mn-O nanocomposite was used as the electrode of the supercapacitor. The characteristics of energy storage are as follows: 1. the Fe_3O_4 modified Co_9S_8 nanoparticles / reduced graphene oxide complex (Fe_3O_4@Co_9S_8/rGO) has been synthesized by the development of solvothermal method. It is found that the introduction of iron component in the composite can affect the phase of cobalt sulfide. Performance, in 0.1 M KOH solution, the overpotential of the composite is only 0.34 V when the current density is 10 mA cm-2, and its Tafel slope is 54.5 mV decade-1, which is far superior to other cobalt sulfide materials.Fe_3O_4@Co_9S_8/rGO also has a good OER stability. Based on the analysis of XPS results, the charge is from the Fe site in the Fe_3O_4@Co_9S_8/rGO catalyst. Transfer to the Co site, prompting the most stable intermediate Co-O-O on the Co site to be easy to degenerate and promote catalytic performance,.2. has been successfully prepared through the calcining process by the polymer precursor pathway. In this complex, the Fe and Mn components are evenly distributed, the complex exhibits a porous structure, and its BET surface area is up to 72.7 M2 g-1.. We investigated the performance of Fe-Mn-O composite as a supercapacitor electrode. In neutral aqueous solution, the Fe-Mn-O composite electrode has a wide working voltage window (-0.2 to 1 V). Under the condition of the current density of 1 A g-1, the capacitance can reach 86.7 F g-1 or 0.4 F cm-2, and has good stability.
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB33;TM53

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳新麗;李偉善;;超級電容器電極材料的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J];廣東化工;2006年07期

2 許開卿;吳季懷;范樂慶;冷晴;鐘欣;蘭章;黃妙良;林建明;;水凝膠聚合物電解質(zhì)超級電容器研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2011年15期

3 梓文;;超高能超級電容器[J];兵器材料科學(xué)與工程;2013年04期

4 ;歐盟創(chuàng)新型大功率超級電容器問世[J];功能材料信息;2014年01期

5 周霞芳;;無污染 充電快 春節(jié)后有望面市 周國泰院士解密“超級電容器”[J];環(huán)境與生活;2012年01期

6 江奇,瞿美臻,張伯蘭,于作龍;電化學(xué)超級電容器電極材料的研究進(jìn)展[J];無機(jī)材料學(xué)報(bào);2002年04期

7 朱修鋒,王君,景曉燕,張密林;超級電容器電極材料[J];化工新型材料;2002年04期

8 景茂祥,沈湘黔,沈裕軍,鄧春明,翟海軍;超級電容器氧化物電極材料的研究進(jìn)展[J];礦冶工程;2003年02期

9 朱磊,吳伯榮,陳暉,劉明義,簡旭宇,李志強(qiáng);超級電容器研究及其應(yīng)用[J];稀有金屬;2003年03期

10 賀福;碳(炭)材料與超級電容器[J];高科技纖維與應(yīng)用;2005年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 馬衍偉;張熊;余鵬;陳堯;;新型超級電容器納米電極材料的研究[A];2009中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2009年

2 張易寧;何騰云;;超級電容器電極材料的最新研究進(jìn)展[A];第二十八屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

3 鐘輝;曾慶聰;吳丁財(cái);符若文;;聚苯乙烯基層次孔碳的活化及其在超級電容器中的應(yīng)用[A];中國化學(xué)會第15屆反應(yīng)性高分子學(xué)術(shù)討論會論文摘要預(yù)印集[C];2010年

4 趙家昌;賴春艷;戴揚(yáng);解晶瑩;;扣式超級電容器組的研制[A];第十二屆中國固態(tài)離子學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

5 單既成;陳維英;;超級電容器與通信備用電源[A];通信電源新技術(shù)論壇——2008通信電源學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2008年

6 王燕;吳英鵬;黃毅;馬延風(fēng);陳永勝;;單層石墨用作超級電容器的研究[A];2009年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會論文摘要集（上冊）[C];2009年

7 趙健偉;倪文彬;王登超;黃忠杰;;超級電容器電極材料的設(shè)計(jì)、制備及性質(zhì)研究[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第10分會場摘要集[C];2010年

8 張琦;鄭明森;董全峰;田昭武;;基于薄液層反應(yīng)的新型超級電容器——多孔碳電極材料的影響[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第10分會場摘要集[C];2010年

9 馬衍偉;;新型超級電容器石墨烯電極材料的研究[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（第7分冊）[C];2010年

10 劉不厭;彭喬;孫s，

本文編號：2052530