镍掺杂的多孔碳材料制备及其电容性能研究开题报告

 2024-06-07 12:09:33

1. 本选题研究的目的及意义

随着电子器件的快速发展,对高性能储能器件的需求日益增长。

超级电容器作为一种新型储能器件,具有功率密度高、充放电速度快、循环寿命长等优点,在混合动力汽车、便携式电子设备等领域具有广阔的应用前景。


电极材料是影响超级电容器性能的关键因素之一。

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2. 本选题国内外研究状况综述

近年来,镍掺杂多孔碳材料作为超级电容器电极材料的研究取得了一系列进展,国内外学者在该领域开展了大量的研究工作。

1. 国内研究现状

国内学者在镍掺杂多孔碳材料的制备及其电化学性能研究方面取得了一些重要成果。

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3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将以制备高性能镍掺杂多孔碳材料为目标,系统研究镍掺杂量对材料结构、形貌和电化学性能的影响,并探讨其影响机制。

1. 主要内容

1.合成不同镍掺杂量的多孔碳材料:采用化学活化法或模板法制备多孔碳材料,并通过控制镍源的加入量来调控镍的掺杂量。

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4. 研究的方法与步骤

本研究将采用实验研究的方法,主要包括以下步骤:
1.材料制备:采用化学活化法或模板法制备多孔碳材料,并通过控制镍源的加入量,制备不同镍掺杂量的多孔碳材料。


2.材料表征:利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附-脱附仪等对制备的材料进行表征,分析其结构、形貌、比表面积和孔径分布等。


3.电化学性能测试:利用电化学工作站对材料进行循环伏安法(CV)、恒电流充放电法(GCD)、交流阻抗法(EIS)等测试,研究其电化学性能,包括比电容、倍率性能、循环稳定性等。

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5. 研究的创新点

1.系统研究镍掺杂量对多孔碳材料结构、形貌和电化学性能的影响,揭示镍掺杂对材料性能的影响机制。


2.优化镍掺杂量,制备出具有高比电容、优良倍率性能和循环稳定性的镍掺杂多孔碳材料。


3.为高性能超级电容器电极材料的设计和制备提供新的思路和方法。

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6. 计划与进度安排

第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲

第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文

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7. 参考文献(20个中文5个英文)

1. 王超, 武鹏. 多孔碳材料在超级电容器中的应用[J]. 化学进展, 2017, 29(01): 84-98.

2. 刘洋, 张丽丽, 刘畅, 等. 生物质基多孔碳的制备及其超级电容器性能研究[J]. 功能材料, 2018, 49(19): 19083-19087.

3. 张鹏, 王晓峰, 陈晓, 等. 氮掺杂多孔碳材料的制备及其超级电容器性能[J]. 无机材料学报, 2019, 34(01): 27-34.

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