低维氧化钼纳米材料微观结构及其电化学性能研究.pdf

声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在本学位论文中,除-;J3口以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名:乒扯加心年弓月沈日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容,可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理。研究生签名:盗鱼2醴溯r年弓月名曰硕士学位论文低维氧化钼纳米材料微观结构及其电化学性能研究摘要超级电容器是一种介于电池与普通电容之间同时又兼备二者特点的新型储能器件。与传统电容器相比,超级电容器具有功率密度和能量密度高、寿命长、环境友好等优点, 是一种将能量存储与环境保护相协调的“绿色技术”。M003是一种氧化还原反应进程丰富的金属氧化物电极材料,其比电容高、化学稳定性良好,是一种发展潜力良好的超级电容器材料。然而MoO,电极材料仍存在一些不足,如工作电压低、电子导电率较低等, 基于上述内容,我们开展了以下工作: 以四水合钼酸铵作为前驱体,采用传统水热法制备O【.M003纳米带,研究了反应温度(120~200℃)与反应时间(5~30h)对纳米带结构、形貌、结晶度以及电化学性能的影响。结果表明随着反应温度升高和反应时间增加,, 结晶度不断增加。不同制备条件下得到的0【.M003纳米带电化学性能测试表明在酸性电解液中,扫描速率为10 mV/s时, M003纳米带比电容能达到932F/g;M003纳米带在酸性和碱性电解液中电容呈赝电容特性,在中性电解液中电容呈双电层电容特性,其在酸或碱性电解液中的比电容远高于在中性电解液中的比电容。循环稳定性测试表明循环 1000圈后,%。在上述M003纳米带的研究基础上,通过原位聚合在0【一M003纳米带的表面形成一层聚苯胺包裹层,制备了M003/PANI复合纳米材料。采用SEM、TEM、XRD、FTIR、 Raman、TG对不同工艺参数下制得的M003/PANI复合纳米材料进行了表征,探究了不同工艺参数对M003/PANI复合纳米材料的形貌和结构的影响,发现随着苯胺用量的增加,PANI包裹层厚度逐渐增加,表面逐渐粗糙,而反应时间和pH值则对M003/PANI 复合纳米材料的形貌未产生明显变化。此外,研究了不同反应条件下的M003/PANI的电化学性能。结果表明,由于聚苯胺的包覆,增强电子在材料表面电导率,使其电化学性能有明显提高,M003/PANI复合纳米材料在扫描速率为10mV/s时,其比电容可高达 1268F/g。探索合成M003纳米晶材料,通过乙酰丙酮钼在无水甲醇中反应制备了氧化钼纳米晶,采用TEM、XRD、Raman、及XPS对产物进行结构和形貌的表征。结果表明,乙酰丙酮钼在无水甲醇中受热反应可成功制得缺氧态的氧化钼纳米晶,粒径约为10nm。随着反应物浓度和反应时间的增加,纳米晶结晶性提高,颗粒尺寸变大,颗粒大小逐渐均一。关键词:氧化钼,聚苯胺,微观结构,超级电容器,纳米晶 Abstract Supercapacitors are new energy storage devices which own allexcellent properties of both batteries and conventional pared with conventional capacitors, supercapacitors possess many advantages such ashJ【ghpower density,high energy density and longcycle ,supercapacitors are environmentally friendly andhave theability ofbalancing energy—storaging and environment- is akind ofmetal oxide electrode materials,which hasrichprocesses ofredox as apromising supercapacitor electrode material because ofitshigh specific capacitance andgood chemical