zno多孔碳复合材料的合成、表征及其电化学性能研究.doc

ZnO/多孔碳复合材料的合成、表征及其电化学性能研究

1.35万字 28页 原创作品，已通过查重系统

摘 要
超级电容器是介于静电电容器和二次电池之间的一种新型的储能器件，其具有功率密度高、充放电时间短和使用寿命长等优点，在电动汽车、不间断电源、可再生能源利用等领域的应用前景广阔，是当前研究的热点。具有典型赝电容行为的过渡金属氧化物具有理论比电容高、电化学可逆性好和环境友好等特点，有望成为下一代超级电容器电极材料。但是由于其导电性差，过渡金属氧化物的大电流下电化学利用率低、倍率性能较差。
基于以上分析，本文通过与高电导率的多孔碳材料复合的方法，从而改善ZnO的电化学性能。本论文以Zn(NO3)2R26;5H2O和葡萄糖酸钠为原料成功地制备了ZnO/多孔碳复合材料。利用XRD、Raman、SEM、TEM等多种表征手段对ZnO/多孔碳复合材料进行了表征，证实了ZnO/多孔碳复合材料主要为没有特殊形状的颗粒，颗粒中存在有大量的几百个纳米的大孔，而在孔壁上有大量的介孔，纳米ZnO颗粒分散于多孔碳中，该结构有利于电解液的渗透，从而提高材料的电化学性能。将ZnO/多孔碳复合材料制备成电极，对其进行循环伏安的表征，表明ZnO/多孔碳复合材料在以0.1 M Na2SO4为电解液的测试系统中更多地表现为双电层储电电容的特性。对ZnO/多孔碳复合材料制备成的电极进行循环充放电性能的测试，充放电500次之后，可以发现由ZnO/多孔碳复合材料为活性物质所制备成的电极的比电容衰减为9 %，这说明由ZnO/多孔碳复合材料在0.1 M Na2SO4电解液中进行充放电，具有良好的稳定性和循环性能。

关键词：超级电容器、氧化锌、多孔碳、电化学性能