氧化镍修饰有序介孔碳的制备与电化学性能研究开题报告

 2024-06-16 11:39:52

1. 本选题研究的目的及意义

近年来,超级电容器由于其功率密度高、充放电速度快、循环寿命长等优点,在储能领域受到了广泛关注,被认为是最具潜力的储能器件之一。

电极材料是决定超级电容器性能的关键因素之一。

因此,开发具有高性能的超级电容器电极材料成为了当前研究的热点。

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2. 本选题国内外研究状况综述

##国内研究现状近年来,国内学者在有序介孔碳和氧化镍基复合材料的制备及其电化学应用方面开展了大量研究工作。

例如,华南理工大学的李峰教授课题组利用化学沉积法成功制备了氧化镍纳米颗粒/介孔碳复合材料,该复合材料表现出良好的电化学性能,并对其电化学性能的影响因素进行了探讨。

此外,中国科学院过程工程研究所的张锁江院士团队采用原位生长法制备了氧化镍纳米线/有序介孔碳复合材料,该材料具有优异的循环稳定性和倍率性能,展现出良好的应用前景。

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3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

##主要内容本研究将采用简单、可控的方法制备氧化镍修饰有序介孔碳复合材料,并对其进行结构表征和电化学性能测试。


1.有序介孔碳的制备:采用软模板法制备有序介孔碳,探究不同制备条件对有序介孔碳结构和形貌的影响。

2.氧化镍修饰有序介孔碳的制备:采用化学沉积法将氧化镍纳米颗粒负载到有序介孔碳表面,探究不同氧化镍负载量对复合材料结构和形貌的影响。

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4. 研究的方法与步骤

本研究将采用如下方法与步骤:
1.材料制备:首先,采用软模板法制备有序介孔碳材料。

具体步骤为:将一定量的三嵌段共聚物溶解在有机溶剂中,加入碳源,搅拌均匀后,进行高温碳化和去除模板剂,最终得到有序介孔碳材料。

其次,采用化学沉积法将氧化镍纳米颗粒负载到有序介孔碳表面。

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5. 研究的创新点

本研究的创新点在于:
1.采用简单、可控的化学沉积法制备氧化镍修饰有序介孔碳复合材料,有效控制了氧化镍纳米颗粒的尺寸和分布,提高了复合材料的电化学性能。


2.系统研究了氧化镍修饰对有序介孔碳结构和电化学性能的影响,揭示了氧化镍和有序介孔碳之间的协同效应,为设计和制备其他高性能复合电极材料提供了理论依据。


3.通过调控制备工艺参数,优化了复合材料的结构和形貌,提高了其电化学性能,为高性能超级电容器的开发提供了新的材料选择。

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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] 张丽娟, 王晓红, 侯亚奇, 等. KOH活化制备有序介孔碳及其电化学性能研究[J]. 化学研究与应用, 2020, 32(11): 1935-1941.

[2] 李敏, 王延儒, 赵玉峰, 等. 有序介孔碳/氧化镍复合材料的制备及其电化学性能[J]. 功能材料, 2019, 50(09): 9230-9236.

[3] 周妍, 李亚辉, 庞欢, 等. 氧化镍/介孔碳复合材料的制备及其超级电容器性能[J]. 无机材料学报, 2018, 33(01): 51-57.

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