超级电容器用炭气凝胶2fmno2的制备与性能分析

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1、分类号TM53超级电容器用炭气凝胶UDC密级学号/MnO的制备与性能研究2硕士学位论文超级电容器用炭气凝胶/MnO2的制备与性能研究谭鑫谭鑫西安理工大学学科名称：材料科学与工程学科门类：材料学指导教师：颜国君副教授申请日期：2014年2月25日万方数据万方数据摘要I万方数据万方数据摘要论文题目：超级电容器用炭气凝胶/MnO2的制备与性能研究学科名称：材料科学与工程研究生：谭鑫指导教师：颜国君副教授摘要超级电容器拥有功率密度高、充放电速度快、循环稳定性好等优点，近年来引起了人们的广泛关注，电极材料是决定超级电容器性能的关键因素。目前超级电容器的研究重点是提高电极

2、材料的比容量，从而达到提高超级电容器储能能力的目的。炭气凝胶是22一种新型轻质纳米多孔非晶态炭材料，具有高比表面积(400m/g～1000m/g)、可控的孔径分布(<100nm)和较高的电导率(＞25S/cm)等特点，作为超级电容器电极材料具有广阔的前景。二氧化锰纳米晶体因其具有独特的化学和物理性质，在超级电容器方面拥有广泛的应用。由于二氧化锰的电化学性能受到材料尺寸和形貌的影响，因此，研究不同尺寸、形貌的二氧化锰纳米晶体是十分必要的。本文使用苯二酚和甲醛为原料，氢氧化钠为催化剂，通过溶胶—凝胶过程和常温常压干燥的方法制备RF炭气凝胶，考察了炭气凝胶为电极材料

3、的超级电容器的电化学性能。另外采用水热法，以高锰酸钾为原料，在不需要模板和表面活性剂的情况下,加入各种添加剂，制备合成了具有不同形貌的二氧化锰纳米结构，并在不同的反应时间、反应温度的情况下，合成了不同的产物形貌。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等表征手段对这些二氧化锰纳米晶体样品进行了结构、表面形貌和晶体学性质等方面的分析，并考察了这些二氧化锰的电化学性能。对比研究发现通过调节反应的温度可以控制片层MnO2向线状MnO2的相转变。通过以上不同的实验条件可以发现，MnO2的纳米晶体结构会随着反应温度的变化而变化。用薄片球层状结构的MnO2和纳米线状结

4、构的MnO2作为电极材料，制备成超级电容器，并对其电化学性能进行了对比。结果发现，不同形貌的MnO2材料的电化学性能2有所不同，有着最大比表面积（146.49m/g）的纳米多片层结构的储能性能最好。关键词超级电容器炭气凝胶水热法纳米结构I万方数据II万方数据abstractTitle：ResearchonthePreparationandPropertiesofCarbonaerogel/MnO2forSupercapacitorsMajor：MaterialScienceandEngineeringName：TanXinSupervisor：Assoc.Pr

5、of.guojunYanABSTRACTAsanovelenergystoragedevice,supercapacitorshavecausedextensiveconcernsfortheirhighpowerdensity,highcharge/dischargerateandlongcyclicalstability.Thecapacitanceofsupercapacitorsislargelydeterminedbytheelectrodematerial.Atpresent,theresearchemphasisisimprovingthespe

6、cificcapacityofelectrodematerials.Carbonairgelisanewlightweightamorphousnanoporouscarbonmaterialswithhighspecificsurfacearea22(400m/g~1000m/g),controllableporesizedistribution(<100nm)andhighconductivity(>25S/cm),etc.Sincemanganesedioxideelectrochemicalpropertiesaffectedthesizeandmor

7、phologyofthematerial,therefore,ofdifferentsize,morphologymanganesedioxidenanocrystalsisnecessary.Inthisthesis，MnO2nanostructuresweresynthesizedbyafacileandeffectivehydrothermalroutewithouttemplateandsurfactant.Andtheeffectsoftemperature,reacttime,theconcentrationofreactantswereallin

8、spected.Theprepared