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中国材料进展 2018年第5期37卷 356-366页

作者：杨俊杰张扬陈国印陈少华麻伍军翁巍朱美芳东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室上海201600

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式结合形成的单原子层厚度的二维纳米碳材料,具有优异的力学、电学、热学、磁学等性能,是当前研究的热点和焦点。石墨烯纤维是石墨烯纳米片层在一维受限空间的组装体,使得石墨烯在纳米尺度的优异性能遗... 详细信息

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式结合形成的单原子层厚度的二维纳米碳材料,具有优异的力学、电学、热学、磁学等性能,是当前研究的热点和焦点。石墨烯纤维是石墨烯纳米片层在一维受限空间的组装体,使得石墨烯在纳米尺度的优异性能遗传到宏观尺度,极大地拓展了石墨烯的应用领域。自2011年首次制备获得石墨烯纤维以来,至今为止已经开发了以湿法纺丝为代表的多种制备方法,并且石墨烯纤维已经在能量转换、能量存储、传感响应等领域取得了一系列应用。归纳整理了石墨烯纤维的制备方法和应用,同时总结了石墨烯纤维目前存在的问题以及未来发展的展望。

关键词：石墨烯石墨烯纤维湿法纺丝能量转化与存储传感

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基于乙酸的二维多孔纳米材料的构筑及其电化学性能研究

基于乙酸的二维多孔纳米材料的构筑及其电化学性能研究

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作者：宋殿梅重庆大学

学位级别：硕士

随着能源危机和环境污染的加剧,新能源技术迫在眉睫。超级电容器,作为一种新型储能器件,以其寿命长、简洁高效、成本低等特点吸引了大众目光。决定主要性能指标的电极材料是超级电容器的关键。在已报道的电极材料中,二维纳米结构材料成... 详细信息

随着能源危机和环境污染的加剧,新能源技术迫在眉睫。超级电容器,作为一种新型储能器件,以其寿命长、简洁高效、成本低等特点吸引了大众目光。决定主要性能指标的电极材料是超级电容器的关键。在已报道的电极材料中,二维纳米结构材料成为当前的研究热点。钴酸盐是一类成本低且环境友好的电极材料,但存在导电性能差、局部不均匀分散、不稳定的接触面性能、电容发挥不充分等问题。解决问题的有效方法之一是用简单方法构筑多孔结构,并借助协调效应提升比电容。本文通过简单的一步水热法,通过控制反应条件,成功制备出了β-Ni(OH)和结晶石结构MCoO(M=Zn、Ni、Cu和Mg)的二维(2D)多孔薄片,并深入研究了所制备薄片的电化学性能。本论文的研究内容主要包括以下三方面:1.二维多孔β-Ni(OH)薄片的制备及电化学性能研究。以CHCOOH和Ni(NO)为原料,利用直接水热法大面积合成由三维纳米阵列作为基本单元组装2D多孔β-Ni(OH)纳米结构。通过控制反应条件(溶液浓度、加热温度和反应时间),从而控制薄片的微观形貌。由实验可知当温度为200°C时间为5 h时得到形貌最优产物。电化学性能测试表明:电流密度为1 A/g(1.02 mA/cm)时,电极材料赋予较高的比电容1747.5 F/g(1.78 A/cm)。另外,当电流密度1 A/g–10 A/g时(1.02 mA/cm–10.2 mA/cm)倍率为67.4%。在非对称装置中电压窗口为1.8 V;当功率密度为9000 W/kg,能量密度为23.45 Wh/kg;10000圈扫描后比电容的保持率为93.6%。2.二维多孔ZnCoO薄片的制备及电化学性能研究。本章报道了原料为CHCOOH、Zn(NO)和Co(NO),通过简单有效一步水热分解合成多孔薄片ZnCoO,并构建了高性能的非对称超级电容器。测试结果表明:当电流密度为2A/g时,ZnCoO的比电容为2690.86 F/g。此外,以ZnCoO薄片作为正极和活性炭(AC)作为负极,组装的非对称超级电容器(ZnCoO//AC)在功率密度为0.8KW/Kg,能量密度为33.98 Wh/Kg;当功率密度为8 KW/Kg,能量密度为9.78 Wh/Kg;当循环扫描10000圈后比电容仅损失6.7%,表明了所组装的ZnCoO//AC非对称电容器具有良好的循环性能。3.二维多孔MCoO(M=Ni、Cu和Mg)薄片的制备及其电化学性能研究。分别以CHCOOH和M(NO)(M=Ni、Cu和Mg)作为原料,采用上述水热法引入Co-M羧基化合物降低二价Co的热垒,成功合成2D多孔MCoO纳米片结构。电化学测试结果表明:在三电极系统中,MCoO薄片在电流密度为1 A/g时的比电容分别为2096.8、2543.4和1611.714 F/g;组装NiCoO//AC非对称超级电容器展现了较高的比电容109.18 F/g和能量密度43.82 Wh/kg(电流密度为1 A/g),NiCoO电极材料也具有较大的库伦效率。综上所述,本论文通过温和的一步水热法构筑新颖的二维多孔材料。在碱性水系KOH电解液中,设计的非对称超级电容器展现出优良的电化学性能且深入分析了材料结构对性能的影响,从而对理解储能过程开拓材料体系起到促进作用。

关键词：二维多孔材料钴酸盐氢氧化镍超级电容器能量转化与存储

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一步电化学沉积硫化铜分级纳米结构作为量子点敏化太阳电池对电极

一步电化学沉积硫化铜分级纳米结构作为量子点敏化太阳电池对电极

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中国化学会第29届学术年会

作者：汪非凡董会潘金龙李经建李琦徐东升北京大学化学与分子工程学院

量子点敏化太阳能电池由于其理论效率高（44%）、制备工艺简单而受到人们的广泛关注,但其实际光电转换效率和稳定性依然有待提高。对电极对多硫电解液良好而稳定的电催化活性有助于提高电池效率和稳定性。本实验通过一步电化学沉积法在... 详细信息

量子点敏化太阳能电池由于其理论效率高（44%）、制备工艺简单而受到人们的广泛关注,但其实际光电转换效率和稳定性依然有待提高。对电极对多硫电解液良好而稳定的电催化活性有助于提高电池效率和稳定性。本实验通过一步电化学沉积法在导电基底上制备了硫化铜分级纳米结构,并将其用作量子点敏化太阳电池对电极,得到了较铂对电极（2.85%）、硫化亚铜/黄铜对电极（4.08%）更高的光电转化效率（4.32%）和更优的稳定性。

关键词：能量转化与存储金属硫化物电催化量子点敏化太阳电池

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