19297.基于細菌纖維素合成高性能電極材料及其電化學(xué)儲能的研究

1、暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文題名（中英對照）：基于細菌纖維素合成高性能電極材料及其電化學(xué)儲能的研究Preparationofhighperfmanceelectrodematerialsfrombacterialcellulosefelectrochemicalenergystage作者姓名：余文丹指導(dǎo)教師姓名及學(xué)位、職稱：袁定勝博士、教授學(xué)科、專業(yè)名稱：物理化學(xué)學(xué)位類型：學(xué)術(shù)學(xué)位論文提交日期：2015年5月論文答辯日期：2015年5月答辯委員

2、會主席：論文評閱人：學(xué)位授予單位和日期：I摘要作為一種新型儲能裝置，超級電容器由于能提供比電池更高的功率密度，比傳統(tǒng)電容器更高的能量密度而備受關(guān)注，并且廣泛應(yīng)用到便攜式電子設(shè)備、備用電源以及電動交通工具等方面。本文以細菌纖維素為基底，采用簡單的合成方法制備出高性能的氮摻雜碳納米纖維、雜原子摻雜碳納米纖維、二硫化三鎳碳納米纖維復(fù)合物等電極材料。通過XRD、SEM、TEM、HRTEM、XPS、氮氣吸脫附測試和電化學(xué)測試等表征，對材料的形貌、

3、結(jié)構(gòu)特征和電化學(xué)性能進行了詳細的探究。(1)以細菌纖維素作為基底，通過原位聚合實現(xiàn)與聚吡咯的復(fù)合，并低溫炭化制備出具有部分石墨化結(jié)構(gòu)的氮摻雜碳納米纖維(NCNFs)。通過對材料的結(jié)構(gòu)和性能進行表征，結(jié)果表明NCNFs的相互交聯(lián)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有利于電子的快速轉(zhuǎn)移，從而提高電極材料的比電容值、高倍率放電性能和穩(wěn)定性。(2)采用溶液浸漬法將N、P、S等原子引入到細菌纖維素中，通過低溫炭化直接制備出雜原子摻雜碳納米纖維(NCNFs、NPCNFs

4、、NSCNFs)。細菌纖維素因其表面含有豐富的官能團而容易引入N、NP和NS等原子。與NCNFs、NSCNFs對比，NPCNFs的比電容高，循環(huán)穩(wěn)定性好，這是由于N和P的共同摻入對其電化學(xué)性能的提高有很大幫助。(3)通過簡單的水熱法成功合成高性能Ni3S2碳納米纖維復(fù)合材料(Ni3S2CNFs)，并將Ni3S2CNFs作為正極，CNFs作為負極組裝成非對稱超級電容器。電化學(xué)性能測試表明，所得的非對稱超級電容器具有高的功率密度和能量密度和