本文主要研究内容
作者王思（2019）在《钴基三元过渡金属氧化物和复合电极材料的合成及其电化学性质的研究》一文中研究指出：现代科学技术的飞速发展和人们的日常生活依赖着对各种电子产品和能源的利用,如何实现能源的高效存储是本世纪科学领域问题中的一大挑战。超级电容器（SCs）作为一种含有巨大潜力的储能设备具有诸多优点,其中电极材料是SCs的核心之一,因此,对于高性能电极材料的设计合成备受人们的关注。金属氧化物材料因其赝电容反应机制而具有较高的电化学性能。相对于单金属氧化物而言,三元金属氧化物可以掺杂其它快速变价的金属离子而使其电化学性能更为出色。ZnCo2O4依靠Co2+/Co3+离子之间的电子转移来展现高的赝电容性质,此外Ni（OH）2的赝电容来自于Ni2+/Ni3+电对之间的电荷转移,电化学性质同样出色,因此受到科研人员的广泛研究。本论文以金属泡沫镍为导电基底,设计合成直接生长在泡沫镍上的具备高电化学性质的ZnCo2O4纳米线阵列以及由纳米线编织而成的新型ZnCo2O4纳米片阵列结构。同时通过简单的水热法合成高比电容的ZnCo2O4@Ni（OH）2复合电极材料。该复合材料具有高比表面积、更快的氧化还原速率和多孔结构等优点。本论文所获得的主要研究成果如下:（1）以温和水热法和高温煅烧方式,通过改变合成反应所用溶剂在泡沫镍上生长了尺寸均匀的ZnCo2O4纳米线（ZnCo2O4NWAs）和ZnCo2O4纳米片（ZnCo2O4 NSAs）阵列。将两种材料制备成电极,在三电极体系中以2 M KOH为电解液对其进行系列测试。结果显示,当电流密度为2 mA cm-2时,采用ZnCo2O4纳米线为电极,测得的比电容高达2049 F g-1,为相同电流密度条件下,采用ZnCo2O4纳米片为电极所取得比电容值的1.8倍。ZnCo2O4纳米线在循环稳定性方面也有良好表现,经过3000次循环后,其电容保持率为88.8%,高于ZnCo2O4纳米片（79.9%）。该ZnCo2O4纳米线的电化学性质高于很多已经报道的ZnCo2O4电极材料的性质。以ZnCo2O4NWAs为正极组装了ZnCo2O4NWAs//AC非对称超级电容器（ASC）,并测试了其电化学性能。测试结果表明,在能量密度为37.5 W h kg-1(358.2 W kg-1),电流密度为10 mA cm-2下循环3000次之后,该ASC的电容损失11.8%,这一结果优于已经报道的ASC的电化学性能。（2）通过两步水热法并控制反应时间,在泡沫镍基底上直接生长了ZnCo2O4@Ni（OH）2核-壳纳米结构复合电极材料。对其结构、形貌、电化学性质进行了表征。在电流密度为2 mA cm-2条件下,通过标准三电极系统测得ZnCo2O4@Ni（OH）2的质量比电容值可达到2718.49 F g-1,其面积比电容为6.47 F cm-2。在20 mA cm-2大电流密度下循环3000次后,比电容值保留了材料初始电容值的73.3%。合成的复合电极的电化学性能高于许多已报道的复合电极材料。由ZnCo2O4@Ni（OH）2为正极、AC为负极组装而成的ZnCo2O4@Ni（OH）2//AC ASC器件的最大能量密度达到46.6 W h kg-1(283.4 W kg-1),循环稳定性测试显示经过3000次循环后电容损失率为9.7%。这种ASC的电化学性能同样高于很多已报道的ASC的电化学性能。这些结果都说明ZnCo2O4@Ni（OH）2电极具有良好的电化学性能,可以进一步应用在超级电容器等储能设备领域。
Abstract
xian dai ke xue ji shu de fei su fa zhan he ren men de ri chang sheng huo yi lai zhao dui ge chong dian zi chan pin he neng yuan de li yong ,ru he shi xian neng yuan de gao xiao cun chu shi ben shi ji ke xue ling yu wen ti zhong de yi da tiao zhan 。chao ji dian rong qi （SCs）zuo wei yi chong han you ju da qian li de chu neng she bei ju you zhu duo you dian ,ji zhong dian ji cai liao shi SCsde he xin zhi yi ,yin ci ,dui yu gao xing neng dian ji cai liao de she ji ge cheng bei shou ren men de guan zhu 。jin shu yang hua wu cai liao yin ji yan dian rong fan ying ji zhi er ju you jiao gao de dian hua xue xing neng 。xiang dui yu chan jin shu yang hua wu er yan ,san yuan jin shu yang hua wu ke yi can za ji ta kuai su bian jia de jin shu li zi er shi ji dian hua xue xing neng geng wei chu se 。ZnCo2O4yi kao Co2+/Co3+li zi zhi jian de dian zi zhuai yi lai zhan xian gao de yan dian rong xing zhi ,ci wai Ni（OH）2de yan dian rong lai zi yu Ni2+/Ni3+dian dui zhi jian de dian he zhuai yi ,dian hua xue xing zhi tong yang chu se ,yin ci shou dao ke yan ren yuan de an fan yan jiu 。ben lun wen yi jin shu pao mo nie wei dao dian ji de ,she ji ge cheng zhi jie sheng chang zai pao mo nie shang de ju bei gao dian hua xue xing zhi de ZnCo2O4na mi xian zhen lie yi ji you na mi xian bian zhi er cheng de xin xing ZnCo2O4na mi pian zhen lie jie gou 。tong shi tong guo jian chan de shui re fa ge cheng gao bi dian rong de ZnCo2O4@Ni（OH）2fu ge dian ji cai liao 。gai fu ge cai liao ju you gao bi biao mian ji 、geng kuai de yang hua hai yuan su lv he duo kong jie gou deng you dian 。ben lun wen suo huo de de zhu yao yan jiu cheng guo ru xia :（1）yi wen he shui re fa he gao wen duan shao fang shi ,tong guo gai bian ge cheng fan ying suo yong rong ji zai pao mo nie shang sheng chang le che cun jun yun de ZnCo2O4na mi xian （ZnCo2O4NWAs）he ZnCo2O4na mi pian （ZnCo2O4 NSAs）zhen lie 。jiang liang chong cai liao zhi bei cheng dian ji ,zai san dian ji ti ji zhong yi 2 M KOHwei dian jie ye dui ji jin hang ji lie ce shi 。jie guo xian shi ,dang dian liu mi du wei 2 mA cm-2shi ,cai yong ZnCo2O4na mi xian wei dian ji ,ce de de bi dian rong gao da 2049 F g-1,wei xiang tong dian liu mi du tiao jian xia ,cai yong ZnCo2O4na mi pian wei dian ji suo qu de bi dian rong zhi de 1.8bei 。ZnCo2O4na mi xian zai xun huan wen ding xing fang mian ye you liang hao biao xian ,jing guo 3000ci xun huan hou ,ji dian rong bao chi lv wei 88.8%,gao yu ZnCo2O4na mi pian （79.9%）。gai ZnCo2O4na mi xian de dian hua xue xing zhi gao yu hen duo yi jing bao dao de ZnCo2O4dian ji cai liao de xing zhi 。yi ZnCo2O4NWAswei zheng ji zu zhuang le ZnCo2O4NWAs//ACfei dui chen chao ji dian rong qi （ASC）,bing ce shi le ji dian hua xue xing neng 。ce shi jie guo biao ming ,zai neng liang mi du wei 37.5 W h kg-1(358.2 W kg-1),dian liu mi du wei 10 mA cm-2xia xun huan 3000ci zhi hou ,gai ASCde dian rong sun shi 11.8%,zhe yi jie guo you yu yi jing bao dao de ASCde dian hua xue xing neng 。（2）tong guo liang bu shui re fa bing kong zhi fan ying shi jian ,zai pao mo nie ji de shang zhi jie sheng chang le ZnCo2O4@Ni（OH）2he -ke na mi jie gou fu ge dian ji cai liao 。dui ji jie gou 、xing mao 、dian hua xue xing zhi jin hang le biao zheng 。zai dian liu mi du wei 2 mA cm-2tiao jian xia ,tong guo biao zhun san dian ji ji tong ce de ZnCo2O4@Ni（OH）2de zhi liang bi dian rong zhi ke da dao 2718.49 F g-1,ji mian ji bi dian rong wei 6.47 F cm-2。zai 20 mA cm-2da dian liu mi du xia xun huan 3000ci hou ,bi dian rong zhi bao liu le cai liao chu shi dian rong zhi de 73.3%。ge cheng de fu ge dian ji de dian hua xue xing neng gao yu hu duo yi bao dao de fu ge dian ji cai liao 。you ZnCo2O4@Ni（OH）2wei zheng ji 、ACwei fu ji zu zhuang er cheng de ZnCo2O4@Ni（OH）2//AC ASCqi jian de zui da neng liang mi du da dao 46.6 W h kg-1(283.4 W kg-1),xun huan wen ding xing ce shi xian shi jing guo 3000ci xun huan hou dian rong sun shi lv wei 9.7%。zhe chong ASCde dian hua xue xing neng tong yang gao yu hen duo yi bao dao de ASCde dian hua xue xing neng 。zhe xie jie guo dou shui ming ZnCo2O4@Ni（OH）2dian ji ju you liang hao de dian hua xue xing neng ,ke yi jin yi bu ying yong zai chao ji dian rong qi deng chu neng she bei ling yu 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自吉林大学的王思，发表于刊物吉林大学2019-06-25论文，是一篇关于超级电容器论文,三元金属氧化物论文,水热合成法论文,核壳复合纳米结构论文,电化学性质论文,吉林大学2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自吉林大学2019-06-25论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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