bdd电极的制备及电容性能研究

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3、说明并表示了谢意。？＾ｑ期月＾口学位冷文作著名名；签李：石年＾冷槪文学住狀权使巧援权书本学位论文作者完全了解义津理工大学有关保留、使用学位论文的规定据。库特进授权行检夭索津理工大学可＾＾＞１将学位论文的全部或部分内容编入有关数和借，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，Ｗ供查阅阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复本和电子文件。（保密冷的文学位论文在解密后适用本授权说明）学位作者签《；导师签名；奶ｉ＾峨签巧李可期：識／／年＾月＾曰签季可期；沪／／年＾月＾分类号：O

4、484密级：天津理工大学研究生学位论文BDD电极的制备及电容性能研究（申请硕士学位）学科专业：光学工程研究方向：薄膜电子器件作者姓名：史超指导教师：李明吉2015年12月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’sDegreePreparationofBDDelectrodeanditssupercapacitivepropertiesByChaoShiSupervisorMingjiLiDec2015摘要本文将介绍两种用以掺硼金刚石(BDD)为主要材料构建

5、的超级电容器电极,第一种构建方法以钽(Ta)为基底，利用热丝CVD在其上生长厚度为30-40um的BDD，然后利用射频磁控溅射法在BDD/Ta上垂直生长100nm的连续Ti膜，最后利用电化学腐蚀与热退火工艺制备出纳米TiO2/BDD/Ta。利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)证明了二氧化钛和多孔钽的形成。通过循环伏安法、恒流充放电法、交流阻抗法来衡量此复合膜电极作为双电层电容器电极的性能。以TiO2/BDD/Ta作为工作电极，铂片电极为参比电极，0.1M硫酸钠溶液为电解液构造的电容器，当扫描速率为5mV/s时，比电

6、容达到了5.23mF/cm2。经过500圈的恒流充放电测试，其比电容仍然保持为原来的89.3%。这种优异的电化学性能归因于高质量的BDD、表面的粗糙度、电催化活性的二氧化钛层和钽纳米多孔结构，以及它们之间的协同效应，这些结果表明TiO2/BDD/Ta复合膜是非常有前途的并具有特殊领域应用的超级电容器的电极；第二种构建方法是以钽(Ta)为基底，利用热丝CVD在其上生长厚度为160um的BDD膜，将BDD膜从钽基底上人工剥落，获得高质量的自支撑BDD，然后利用0.1M磷酸二氢钠（NaH2PO4)作为底液配制浓度为0.002M硝酸镍(Ni

7、(NO3)2)溶液作为电镀液，利用方波脉冲在BDD薄膜上电化学沉积镍，最后利用氢氩等离子体对自支撑BDD进行刻蚀。随着刻蚀时间的增加，孔径增大，孔密度减小，孔深先增大后保持不变。通过循环伏伏安法、恒流充放电法、交流阻抗法对原始BDD和刻蚀BDD进行数据的对比分析，结果表明，多孔Ni/BDD电极具有较高的比电容，这是由于其高导电性和大的比表面积。多孔电极的比电容最高可达到9.55mF/cm2，比原始的BDD电极高22倍。多孔Ni/BDD表现出良好的循环稳定性，在经过600圈CV循环后只有损失了原始容量的5.3%。关键字：BDD薄膜超级

8、电容器刻蚀电化学性能测试AbstractWereportnanostructuredTiO2/boron-dopeddiamond(BDD)/Tamultilayerfilmsandtheirelectrochemicalperfor