碳球与SnO2空心球的制备及其电化学性能研究

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1、硕士学位论文碳球与Sn02空心球的制备及其电化学性能研究CarbonSpheresandHollowSn02Spheres：FabricationandElectrochemicalProperty作者姓名：王苴学号：21007065指导教师：堡塞贞完成日期：2013．5大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使

2、用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：毯逮量苎垒Q；空!堂垫鲍剑叠区基皇丝堂性能盟究作者签名：一一一墨牝一一日期：幽年』月正日大连理工大学硕士学位论文摘要近年来，超级电容器具有功率密度高、等效串联电阻小、循环寿命长和对环境无污染等优异的性能，有望作为一种新型的电化学能量储存装置而被广泛的研究。要想展开这一研究热点，就必须研究和开发具有高功率密度和长稳定性的超级电容器电极材料。迄今为止，有三种类型的超级电容器的电极材料被使用：一种为高比表面积的碳材料；一种为金属氧化物；

3、另一种为导电聚合物。本论文分别以酚醛树)NRV)微球煅烧得到的碳微球和RF与无机锡盐构成的胶体球煅烧得到的空心二氧化锡(Sn02)微球作为超级电容器的电极材料，结合材料物理性能表征方法和电化学测试手段，对电极材料的制备、电化学性能进行了探索和研究。主要研究的内容和创新点归纳如下：1．碳微球：以硼酸(H3803)、盐酸(HCl)、硫酸(H2S04)、硝酸(HN03)、氨水(NH3·H20)和氢氧化钠(NaOH)作为催化剂，间苯二酚和甲醛为前驱体，通过水热合成法制备了各种形貌和粒径大小的RF微球。在不同催化剂中，氨水能最有效的控制RF微球的粒径大小和形貌，并且进一步探讨了不

4、同浓度的氨水和前躯体等制备条件对RF微球的粒径大小的影响。氨水浓度为0．433mol／L，前躯体的浓度比值始终保持O．1，但其中间苯二酚浓度为0．485mol／L时，制备出的RF微球平均直径为0．98tim，然后，经过800oC高温煅烧，得到0．89um的相应碳微球。随后以相应碳微球为电极材料，对其电化学性质进行了测试。实验结果证明：在6mol／LKOH溶液中，扫描速率为1mV／s时，比电容为175．9F／g，电阻为0．5Q，循环500圈后，其比电容仅仅减少了5．6％。以上结果表明，来自RF微球的碳微球作为超级电容器的电极材料具有降低离子运输阻力和提高超级电容器稳定性的

5、功能。2．空一L,Sn02微球：以硫酸亚锡(SnS04)、氯化亚锡(SnCl2"2H20)和氯化锡(SnCl4"5H20)为Sn02的前躯体，间苯二酚和甲醛为碳球的前驱体，采用水热合成法合成了锡盐．聚合物微球。然后，在空气氛围下，经过550oC高温煅烧，生成空,l二,Sn02微球，并在lmol／LH2S04溶液中，采用电化学测试手段考察了其的电化学性能。结果表明：以SnS04为前躯体的Sn02比电容为395V／g：以SnClr2H20为前躯体的Sn02比电容为347F／g；以SnCl4-5H20为前躯体的Sn02比电容为663F／g。具有高比表面和空心结构的Sn02微球

6、不仅能促进电解质离子的快速传递也能提高电容性，是一种具有发展潜力的赝电容器电极材料。关键词：碳微球；空心Sn02微球；超级电容器；电极材料；水热合成法碳球与Sn02空心球的制备及其电化学性能研究CarbonSpheresandHollowSn02Spheres：FabricationandElectrochemicalPropertyAbstractInrecentyears，supercapacitors，ascharge—storagedevicesprovidingwithhigh-powerdensity,resistancelowequivalentserie

7、s，longcyclic—lifeandgoodenvironmentalcompatibility，haveattractedtremendousattention．Inordertoresearchthis，supercapacitorsconsistedofelectroactivematerialshavetounderextensiveinvestigationduetohighcapacitiveandhighenergycharacteristics．Atpresent，thematerialsstudiedhaveesse