金屬氧化物修飾二氧化鈦納米管的電化學儲能研究.pdf

1、電化學超級電容器具有儲電容量大、充放電速度快和循環(huán)壽命長等優(yōu)點，近年來引起了國內(nèi)外科研工作者的廣泛關注。電極材料本征特性與微結構將直接影響電化學電容器的儲電性能，本論文主要研究電活性金屬氧化物電極材料的電化學性能，設計合成了以TiO2納米管為基底的金屬氧化物復合電極材料，通過調(diào)控微結構的方法來提高電化學性能，主要包括以下幾個方面的研究內(nèi)容。
　　 1.以鈦片為前驅體，采用一次陽極氧化法制備了TiO2納米管，二次陽極氧化法制備了T

2、iO2納米孔，多次陽極氧化法制備了TiO2通透納米管陣列，采用掃描電鏡進行形貌表征，采用電化學循環(huán)伏安、交流阻抗和恒電流充放電方法進行電化學性能測試。實驗結果表明，三種TiO2納米陣列材料在充放電過程中僅表現(xiàn)出雙電層電容的性能，TiO2納米管陣列，TiO2納米孔陣列及TiO2通透納米管陣列的面積比電容分別為0.043，0.060和0.462 mF cm-2。
　　 2.以TiO2納米管為基底材料，通過差分脈沖伏安法在納米管中沉積

3、NiO和RuO2，合成NiO/TiO2和RuO2/TiO2納米復合電極材料，采用掃描電鏡進行形貌表征，采用能量彌散X射線能譜和拉曼光譜對兩種納米復合電極材料進行元素組成和結構的分析，采用電化學循環(huán)伏安、交流阻抗和恒電流充放電方法進行電化學性能測試。實驗結果表明，RuO2/TiO2和NiO/TiO2面積比電容分別是33.30和18.75 mF cm-2，RuO2/TiO2電荷傳遞電阻較小，面積比電容比NiO/TiO2提高了一倍，且RuO2

4、/TiO2經(jīng)過100個連續(xù)循環(huán)充放電周期之后，電容僅衰減2.46％，說明該電極材料具有很好的電化學穩(wěn)定性。
　　 3.以TiO2納米管為基底材料，通過差分脈沖伏安法在TiO2納米管中沉積PPy，生成PPy/TiO2納米復合電極材料，再以合成的PPy/TiO2為基底材料，通過差分脈沖伏安法電沉積RuO2，得到RuO2-PPy/TiO2納米復合電極材料。采用掃描電鏡進行形貌表征，采用能量彌散X射線能譜和拉曼光譜對兩種納米復合電極材料