碳納米管包覆零價鐵與四氧化三鈷超級電容性能研究.pdf

1、超級電容器作為一種新型的儲能器件，由于具有功率密度高、充放電速度快、循環(huán)穩(wěn)定性好和環(huán)境友好等特點，在現(xiàn)代電源系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用并受到越來越多國內(nèi)外科學(xué)家的廣泛關(guān)注。其中電極材料的性質(zhì)和形貌結(jié)構(gòu)是影響超級電容器性能的關(guān)鍵因素，如何提高電極材料的電容值和制備具有優(yōu)良電容性能的電極材料是人們研究的重點。本文試求通過將碳納米管與活性納米鐵顆粒復(fù)合來提高材料的性能；通過水熱-熱分解法制備出具有優(yōu)良超級電容性能的Co3O4電極材料。
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2、1)本文以有機金屬化合物二茂鐵為原料，采用簡易的化學(xué)氣相沉積法，一步合成了Fe/CNTs納米復(fù)合材料。納米單質(zhì)鐵沉積在碳納米管內(nèi)壁上形成復(fù)合納米結(jié)構(gòu)，碳納米管為單質(zhì)鐵提供限域環(huán)境，可以有效防止鐵顆粒的團(tuán)聚，增加電解質(zhì)離子與活性物質(zhì)的反應(yīng)活性位點。電化學(xué)測試結(jié)果表明 Fe/CNTs復(fù)合材料表現(xiàn)為明顯的贗電容特性，具有優(yōu)于CNTs的電容性能，在0.3 A·g-1電流密度時Fe/CNTs復(fù)合材料的比電容值為157 F·g-1，CNTs的比電容

3、值為84 F·g-1，經(jīng)1000次循環(huán)充放電后Fe/CNTs復(fù)合材料的電容值保持為初始容量的78％。另外，鑒于零價鐵在水處理領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步對Fe/CNTs的還原吸附性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：在一定條件下Fe/CNTs對偶氮染料與Cr(Ⅵ)的去除率達(dá)90%以上。
　　(2)采用水熱-熱分解法，通過改變反應(yīng)條件制備了花狀結(jié)構(gòu)的Co3O4和六面體結(jié)構(gòu)的Co3O4。利用XRD和SEM對材料進(jìn)行形貌結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果表明：兩者均為立方晶