掺杂C、S金属氧化物的制备以及在超级电容器中的应用

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1、分类号：O64UDC：540学号：15451282258密级：公开温州大学硕士学位论文掺杂C、S金属氧化物的制备以及在超级电容器中的应用作者姓名：闫珊培养类型：学术型专业名称：化学研究方向：电化学指导教师：李新华完成日期：2018年5月温州大学学位委员会温州大学学位论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得温州大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工

2、作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名：日期：年月日温州大学学位论文使用授权声明本人完全了解温州大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权温州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本人在导师指导下完成的论文成果，知识产权归属温州大学。保密论文在解密后遵守此规定。论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日掺杂

3、C、S金属氧化物的制备以及在超级电容器中的应用摘要超级电容器作为一种电化学能源储存装置，其拥有充电速度快、能量和功率密度高、循环寿命长、环境友好等优点，在电动汽车、消费电子、军事方面、太阳能与风力发电等领域有所应用。而电极材料作为超级电容器的一个重要组成部分，一直是研究的热点。金属氧化物由于比电容高、成本低、制备简单等优点，一直是电容器领域一类重要的电极材料。然而，由于它的导电性差，致使其循环寿命也差，直接影响了金属氧化物的实际应用。本论文以研究具有实际应用价值的长循环寿命电极材料为目的，合成了几种掺杂C、S元素的金属氧化

4、物电容器电极材料，并进行了一系列的物理表征和电化学性能测试，具体工作内容如下：（1）以硫代水杨酸为配体，钴盐为金属离子，采用水热法合成了钴的配合物前驱体，通过煅烧得到了掺杂C和S的Co3O4复合电极材料，考察了不同煅烧温度下电极材料的结构、形貌以及电化学性能，结论是，在400℃下煅烧得到的复合Co3O4/C&S的各方面性能最好。其通过1A/g的恒电流充放电得到的比电容为142.45F/g，在3A/g下经过20000次循环使用比电容的保持率高达99.67%，电化学稳定性非常好。（2）以2-巯基苯甲酸为配体，钴盐和镍盐为金属离

5、子，采用水I（3）热法合成了钴和镍的配合物前驱体，通过400℃煅烧获得了掺杂碳和硫的氧化钴/钴酸镍/氧化镍/碳&硫复合氧化物，考虑了Co与Ni不同摩尔比例对复合材料的结构、形貌和电化学性能影响，结果发现，Co：Ni=1:4复合氧化物的电化学性能最好，其在1A/g下恒电流充放电得到的比电容为536F/g，在3A/g下经过5000次循环使用后比电容的保持率高达100%，具有优良的商业实用价值。（4）采用简单的化学沉淀法分别合成了掺杂不同硫源的钴氢氧化物和镍氢氧化物，通过400℃煅烧得到了掺杂硫的钴氧化物和镍氧化物复合电极材料，

6、分别对其进行了结构、形貌以及电化学性能测试，结果发现，以Na2SO3为硫源得到的Co3O4和以Na2SO4为硫源得到的NiO的电化学性能最好，其在1A/g下恒电流充放电得到的比电容分别为280F/g、411.54F/g，在3A/g下分别经过20000次和5000次循环使用后比电容的保持率分别为88.24%和82.39%，比电容和稳定性都比较好。关键词：超级电容器，电极材料，金属氧化物，掺杂，循环寿命IIPREPARATIONANDCHARACTERIZATIONOFMETALOXIDE/C&SCOMPOSITESANDTH

7、EIRAPPLICATIONINSUPERCAPACITORABSTRACTAsanelectricalenergystoragedevice,supercapacitorshavetheadvantagesoffastchargingspeed,highenergyandpowerdensity,longcyclelifeandenvironmentalfriendliness.Supercapacitorshavebeenappliedinmanyfields,suchaselectricvehicles,consum

8、erelectronics,military,solarandwindpowergeneration.Asanimportantpartofsupercapacitor,electrodematerialshaveattractedsignificantresearchfocusinchemistry,