有序介孔碳钒氧化物复合材料的制备和表征

《有序介孔碳钒氧化物复合材料的制备和表征》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中文摘要有序介孔碳作为一类刚刚兴起的新型纳米结构材料，因其规则排列的孔道结构，大的比表面积和孔容，毫好的化学稳定性，被广泛应用于催化，储氢，分离和提纯等各种领域。随着超级电容器的不断发展，有序介孔碳由于其良好的导电特性和结构特性，开始成为双电层电容器的首选电极材料。而受双电层电容的限制，其比容量一直无法提高；最近的研究表明添加有赝电容效应的金属氧化物能在很大程度上提高其电容量。同时，近年来，以有序介孔碳律为主体材料的复合材料开始受到人们的关注。因此，基于改善有序介孔碳电容性的需求，本文在综述了当前有关有序介孔碳的合成及其复合

2、材料组装技术最新研究进展的基础上，利耀高温法和超声法合成了有序介孔碳．钒氧化物复合材料，并研究其微观结构与电容性能的关系。主要研究内容和结果如下：采用模板法合成有序介孔碳CMK．3。结果表明，CMK．3呈现非晶态结构，在纳米尺度上具有高度有序的孔道结构，平均孔径在4n／ll左右，比表面积在1000m2／g左右，孔容为lcm3／g左右。采用高温法和超声法制备了V02／CMK．3和V205／CMK．3复合材料。分析表明，V02／CMK．3复合材料中V02纳米颗粒为单斜结构，长1~2run，宽30～60nnl，主要负载在CMK-3

3、黔表面上。V02／CMK-3与CMK-3比较，其比表面积桶孔容都未显著下降，证明CMK．3微观结构保持度较高，同时也表明钒氧化物基本负载在CMK．3表面。用超声法制备的V205／CMK．3复合材料，在结合CMK，3的亲水处理和超声应用的基础上，促使V205均匀进入CMK-3的孔道内，v205颗粒尺寸在4nm左右。v205／CMK．3复合材料的比表面积和孔容均显著降低，侧面印证上述结论。通过对有序介孔碳CMK-3及其复合材料的电容性能测试比较，分析发现，CMK一3的亲水性，麓使电极产生溪电容，迸面对其比电容有一定影响。有痔介孔

4、碳．钒氧化物复合材料的比电容较CMK-3有大幅提高，这主要来自于钒氧化物的赝电容效应，且钒氧化物的结构和分布决定其赝电容特征，进而影响其电容量。综上所述，有序余孔碳一钒氧化物复合材料有望在超级电容器电极材料方面有良好应用。关键词：有序介孔碳，钒氧化物，CMK．3复合材料，电容性能AbstractAsanovelnanostructuredmaterial，orderedmesoporouscarbonswi也regulararrayofporestructure，hi[曲surfaceareaandlargeporevolu

5、me,goodchemicalstability,arewidelyusedinvariousfieldssuchascatalysis，hydrogenstorage，separationandpurification．Withthedevelopmentofsupercapacitors，orderedmesoporouscarbonbecauseofitsgoodelectrochemicalpropertiesandstructuralfeatures，haSbecomeaprimeelectrodematerial

6、usedinelectricdouble-layercapacitor．Thepresentapplicationofmesoporouscarbonmaterialsaselectrodes，however,onlytakesadvantageoftheirdouble—layercapacitance,andthespecificcapacitanceislimited。Oneapproachtoenhancethespecificcapacitanceistoaddapseudo-capacitorcomponenti

7、ntothecarbonelectrodes．Atthesanletime，recently,compositematerialsbasedonorderedmesoporouscarbonasthehostmaterialbegintoattractattention。Therefore，withthedemandtoimprovethecapacitanceofcarbonelectrode，summarizingthelatestdevelopmentsofsynthesisoforderedmesoporouscar

8、bonanditsrelatedcompositematerials，wesynthesizeorderedmesoporouscarbon—vanadiumoxidescompositesbyusingthesolid-reactionmethodandultrasonicmethod，