TiC-C納米纖維與金屬氧化物復(fù)合材料電容性能的研究.pdf

1、由于石油資源短缺，并且化石能源對(duì)環(huán)境帶來巨大的污染，節(jié)能減排，因此綠色環(huán)保的概念在當(dāng)今社會(huì)越來越重要。新型的能源儲(chǔ)存裝置一超級(jí)電容器由于安全可靠、綠色環(huán)保、適用范圍寬、充電快速等優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。但是由于超級(jí)電容器較低的能量密度制約著它在商業(yè)及工業(yè)上的應(yīng)用，因此如何提高超級(jí)電容器的能量密度是我們研究的重點(diǎn)。
　　金屬氧化物贗電容電極，具有較高的能量密度，但由于其較大的電阻使其倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性較差。本文中通過化學(xué)氣相沉積的

2、方法在鈦合金基底上原位生長(zhǎng)出以TiC為內(nèi)核，表面一層碳包覆的核殼TiC/C納米錐陣列，同時(shí)在表面負(fù)載具有贗電容的氧化物構(gòu)建一種直接垂直生長(zhǎng)在導(dǎo)電基底上的復(fù)合一維納米陣列電極。這一點(diǎn)極可以為電子的的傳輸提供高速通道，不僅可以大大提高材料的能量密度，而且對(duì)材料的倍率性能，功率密度均有改善。
　　本論文的研究?jī)?nèi)容主要如下:
　　(1)利用電化學(xué)沉積的方法在TiC/C納米纖維陣列表面負(fù)載MnO2納米粒子，通過沉積時(shí)間的調(diào)控調(diào)節(jié)MnO

3、2的沉積量，研究不同沉積量的MnO2所得的TiC/C/MnO2復(fù)合材料的電容性能。結(jié)果表明:MnO2的沉積時(shí)間為10 s的電極材料(TiC/C/MnO2-10s)在掃描速率為10mV/s下比電容高達(dá)685 F/g,在掃描速率為1 V/s下，比電容仍然有387 F/g，僅僅衰減43％。即使在大負(fù)載MnO2量的電極TiC/C/MnO2-100s，其比電容仍有395 F/g（掃描速率為10mV/s）和197 F/g(掃描速率為1V/s)，比容

4、量衰減50％。
　　(2)利用電化學(xué)沉積的方法在TiC/C納米纖維陣列表面負(fù)載MoO3納米粒子，研究不同沉積量的MoO3所得的TiC/C/MoO3復(fù)合材料的電容性能。通過在750℃高溫下氨氣氣氛中氮化的方式將MoO3充分氮化轉(zhuǎn)化成TiC/C/Mo2N復(fù)合材料，并研究其電容性能。結(jié)果表明TiC/C/MoO3復(fù)合材料具有良好的電容性能及循環(huán)穩(wěn)定性，但是倍率性能較差;通過氨氣氮化形成TiC/C/Mo2N復(fù)合材料后，雖然比容量有所降低，但