| 题名 | 炭基电极材料的制备及其表面性质对电化学性能的影响 |
| 作者 | 王振 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 导师 | 康龙 ; 冉奋 |
| 关键词 | 炭基材料 表面性质 浸润性 电化学性能 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 基于炭基材料表面惰性无法与电解液形成有效浸润的问题,采用杂原子掺杂法、表面电化学接枝法、相转化嵌段共聚物迁移法等方法制备不同的炭基电极材料及进行表面改性,提升炭材料在电解液中的浸润性,主要内容如下:(1)杂原子掺杂法:以生物质柚皮作为前驱体,磷酸氢二氨(DHP)作为浸渍剂,经高温炭化过程制备炭微米片材料。通过调控DHP的添加量进一步调节材料的孔径结构和比表面积,同时掺杂氮磷原子,研究DHP用量对炭微米片材料结构和电化学性能的影响。结果表明:通过DHP浸渍处理柚皮和随后的炭化过程成功的合成了多孔层叠炭微米片材料。当DHP的质量分数为30%时,经过DHP处理制备的炭材料具有高的表面积、窄的孔径分布和分层互连的薄微观框架,氮原子和磷原子有效的掺杂到炭材料骨架中,提升了炭材料的电化学性能。(2)表面电化学接枝法:以互通多孔炭材料(IPC)作为基底,借助于电化学诱导引发原子转移自由基聚合(SI-e ATRP)技术在IPC表面嫁接不同的聚合物分子刷,制备一种类水母状的炭基材料。探究嫁接不同的聚合物分子刷对炭材料表面性质及电化学性能的影响,不同电解液环境对嫁接同种聚合物分子刷炭材料表面性质以及电化学性能的影响。结果表明:借助SI-e ATRP技术在IPC表面成功嫁接了不同种类的聚合物分子刷,功能性聚合物分子刷的引入增加了炭材料表面的含氧含氮官能团的浓度,进一步改善炭材料与电解液之间的可浸润程度,炭材料表现出优异的电化学性能;接枝同种聚合物分子刷的炭材料在不同电解液环境中具有不同的表面形态,在碱性电解液中的电化学性能最佳。(3)相转化嵌段共聚物迁移法:以聚醚砜(PES)作为柔性基底,活性炭(AC)作为活性物质,两亲性嵌段共聚物(PAA-b-PAN-b-PAA)作为表面修饰剂,通过相转化法制备表面富含亲水性-PAA链段的柔性炭膜电极。探究PAA-b-PAN-b-PAA添加量对表面性质及电化学性能的影响。结果表明:采用相转化技术成功的制备了表面富含亲水性-PAA链段的柔性炭膜电极材料,进一步提升柔性膜电极材料与电解液之间的可浸润程度,当PAA-b-PAN-b-PAA的加入量为0.3 g时,制备的膜材料表现出优异的电化学性能。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 61 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/93600]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王振. 炭基电极材料的制备及其表面性质对电化学性能的影响[D]. 2018. |
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