一、STUDY OF MICROSTRUCTURE ON PAN-ACFs PREPARED BY DIFFERENT ACTIVATION METHODS（论文文献综述）
刘勇[1]（2021）在《聚丙烯腈（PAN）基原丝在热处理过程中的结构演变研究》文中指出聚丙烯腈（PAN）的制备主要包括热氧稳定化和碳化过程,热氧稳定化过程中发生的环化、脱氢和氧化等大量的化学反应导致原丝内部原有的微晶聚集态结构发生重组过程,同时,化学反应使不稳定的线性大分子链结构逐渐转化成平面梯形碳环结构,从而增加了纤维的热稳定性,在后续的碳化阶段可以承受高温;在氮气气氛下的碳化阶段,热氧稳定化阶段形成的耐热梯形平面结构进一步发生热缩聚和交联反应,大量的非碳元素逐渐排除,碳元素聚集形成了二维乱层类石墨结构,从而增加了纤维的致密性。原丝经过热氧稳定化和碳化阶段之后,内部大分子结构发生了本质性的有机向无机的转变过程,热氧稳定化和碳化阶段相互联系,同时稳定化阶段形成的结构决定最终碳纤维的质量好坏,所以,要制备出高性能的碳纤维,研究PAN在碳纤维热处理过程中的化学结构和物理微观结构的演变规律至关重要。因此,本文研究了原丝聚集态差异性对其在热处理过程中热行为的影响,同时详细探讨了PAN基原丝在梯度稳定化和碳化过程中的结构演变规律。（1）通过广角X射线衍射（WAXD）分析了4种不同PAN原丝的微晶聚集态结构差异性,采用差示扫描量热（DSC）和热重量分析（TGA）研究了其对稳定化阶段的热行为及热稳定性的影响并结合Kissinger和Ozawa方程研究了反应活化能,研究结果表明,在氮气环境中,原丝的放热量和放热速率都随着结晶度的增加而逐渐增大。但是反应动力学研究表明,结晶度小的原丝具有相对大的动力学优势;而在空气气氛下的放热焓变（△H）值远远大于氮气气氛中的值,并且随结晶度的变化趋势与在氮气气氛中的相反,热稳定性随着纤维的结晶度增大而逐渐减小,说明结晶度差异性对空气气氛中热稳定化反应的影响较大。（2）差示扫描量热（DSC）、傅里叶变化红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman）和广角X射线衍射（WAXD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）等表征手段对PAN原丝在热氧稳定化和碳化阶段的化学结构和物理微观结构演变进行了详细探讨。结构表明了,随着稳定化温度的升高,成功发生了环化、脱氢和氧化反应,且当温度在230～250oC之间,化学反应的活性较大,大分子链中存在较多的活化中心,环化和摄氧反应明显增强,纤维的体密度从1.1852g/cm3增加到1.3844g/cm3。Raman研究表明在稳定化阶段,ID/IG的比值从3.39减小到1.99,化学反应使大量的SP3杂化的C-C结构转化SP2杂化的C=C结构,而ID/IG的值在低温碳化后出现反弹,ID/IG的比值从2.30增加到2.43,说明低温碳化后形成的交联网状结构中形成了大量的含有缺陷的类石墨结构,分子链之间交联形成了无定型聚芳碳质结构。而经过高温碳化后,ID/IG的比值从1.92减小到1.59,说明了进过高温碳化之后,类石墨碳网结构逐渐生长,并且石墨化程度和乱层石墨结构有序化程度增大。XRD研究结果显示,随着热氧稳定化过程的进行,原丝中微晶结构逐渐发生细质化-重组过程,大量的化学反应使聚集态结构趋于无定型化,在碳化阶段结构重排形成了新的类石墨无定型网状聚芳结构。SEM测试表明纤维表面存在的沿轴向较明显的沟槽和凸起随着热处理过程的进行而逐渐被遗传,但是在碳化处理后沟槽变浅,凸起变细且变得均匀,另外,从SEM结果看出,纤维直径随着热处理温度的升高逐渐变细。
张铭[2]（2021）在《静电纺丝纳米材料用于超级电容器电极：多级结构设计和电化学储能性能》文中提出超级电容器低的能量密度是限制其发展的关键因素,其性能与高性能电极材料的制备密切相关。具有组成可调、润湿性可调、连通性良好和电子单向流动的静电纺纳米纤维作为超级电容器电极材料具有独特的优势。本研究采用静电纺丝技术制备碳纳米纤维（CNF）材料,通过与金属氧化物及金属硫化物等复合,制备了二维柔性膜及三维可压缩回弹的气凝胶并用于电极材料。研究工作涉及多级孔仿生芦苇结构柔性CNF设计、“焊接”多级结构CNF气凝胶、多通道CNF内嵌中空金属氧化物纳米颗粒杂化气凝胶。详述如下:（1）柔性仿芦苇结构CNF膜及其与金属硫化物/氧化物的复合电极:针对电纺碳基纳米纤维膜质脆且容量低的问题,本章通过纺丝、高温碳化及Si02模板刻蚀处理,首先制备了仿芦苇结构CNF膜,独特的孔结构赋予CNF膜优异的柔韧性。之后通过电化学沉积,水热、聚多巴胺包覆及热处理分别在CNF表面负载了金属硫化物和金属氧化物,分别作为正负电极,其比容量分别为1728和221.5 F g-1（1 A g-1）。此外,使用PVA/KOH凝胶同时作为隔膜和电解质,组装的全固态非对称超级电容器可提供44.9 W h kg-1的高能量密度（1549.7 W kg-1）,同时兼具优异的柔韧性,弯曲180°其电容保持率为94%。（2）多级结构CNF-CNT-Co3O4复合气凝胶:本章通过电纺、剪切均质及热处理过程制备了相邻纤维之间“焊接”的可压缩回弹的CNFs气凝胶并作为负极,可以承受80%可逆压缩变形,在50%压缩应变下进行100次压缩释放循环后无明显的塑性变形;以此为基底,通过化学气相沉积及热处理制备了 CNF-CNT-Co3O4复合气凝胶并作为正极。正负电极比容量分别达到2376 F g-1（1 Ag-1）和300 F g-1（0.3 A g-1）。组装的非对称超级电容器可提供48.1 W h kg-1高的能量密度（780.2 W kg-1）。（3）多通道CNFs内嵌中空Co3O4纳米颗粒杂化气凝胶:在前一章的基础上,本章在提升比容量的同时,进一步改善电极材料倍率及循环稳定性。通过PAN与PS、ZIF-67纳米颗粒共纺、剪切均质和热处理,制备了多通道CNF内嵌中空Co3O4纳米颗粒杂化气凝胶并用于正极材料,展现出优异的集成电化学性能,即高比电容、高倍率和超长循环稳定性:比电容达到1600.6 F g-1（1 Ag-1）,电流密度增大到20 A g-1时保留起始比电容的72%,经30000次充电-放电循环（20 A g-1）比电容保留率为90.5%。进一步的将Co3O4纳米颗粒刻蚀掉以得到N,O共掺杂的多通道CNF内嵌中空囊泡的多级孔结构CNFs气凝胶并用于负极材料,比电容达到362.5 F g-1（0.3 Ag-1）,同时30000次充电-放电循环（5 A g-1）后比电容保留了起始容量值的95.5%。组装的非对称超级电容器展现出51.9 W hkg-1高的能量密度（750.3 W kg-1）,此外,5000次循环（5 A g-1）后的比电容值保留率为90.1%。
龚洁[3]（2021）在《PAN基碳泡沫间歇式发泡制备方法及其结构调控与电化学性能研究》文中进行了进一步梳理能源是支撑社会进步的物质基础,随着传统不可再生能源的日益枯竭和全球环境问题的日益凸显,发展可再生的清洁能源成为可持续发展的重要战略。由于电化学储能器件可解决太阳能、风能、潮汐能等可再生能源的不间断供给问题,大规模电化学储能关键新技术的研究受到了世界范围内研究者们的广泛关注。碳泡沫具备三维多级孔结构、大的比表面积、轻质、高导电性、强耐腐蚀性以及较低的生产成本等优点,在以钠/钾离子电池为代表的下一代电化学储能器件的电极材料领域具有良好的应用前景。碳泡沫合理的孔结构设计和异质原子掺杂是改善其结构与组成,以及提高其电化学储能性能的重要途径。然而,要通过一种简易、可调控的方法实现碳泡沫在这两方面的优化设计仍面临巨大挑战。用于制备碳泡沫的前驱体很多,其中原料成本低、天然含异质氮原子、碳化程度可控、碳收率高的聚丙烯腈（PAN）是最优秀的碳前驱体之一。二氧化碳（CO2）是一种环境友好、廉价和可调性强的流体,CO2辅助的间歇式发泡工艺可实现对聚合物基体孔结构的有效调控。然而,由于PAN的软化温度和分解温度十分接近,不具备适合发泡的温度区间,目前PAN在间歇式发泡领域的研究仍处于初级阶段。为此,本文以PAN为聚合物基体,结合CO2辅助的间歇式发泡工艺特点,制备了从微米级到纳米级孔结构可调控的碳泡沫,并针对电化学储能应用的需求,从开孔结构设计和异质原子掺杂的角度对碳泡沫进行了调控和改进。在此基础上,对碳泡沫用作电极材料的电化学性能和电化学机理进行了研究。主要研究工作和研究结果如下:（1）设计了一种有机溶剂辅助的非熔融热压工艺,获得了能有效克服PAN发泡难题的块状前驱体,首次为实现PAN泡沫的制备提供了较宽的发泡温度窗口。研究了该前驱体的一步法发泡工艺,揭示了发泡温度和饱和压力对泡沫泡孔结构的影响机制。阐明了碳化过程中泡沫的结构演变,实现了导电性良好的PAN基蜂窝状微米级闭孔碳泡沫泡孔结构的可控制备。结果表明,在发泡温度和饱和压力分别为100-150℃和10.34-31.03 MPa的范围内,PAN泡沫的泡孔密度在1.16×108-5.93 × 1010 cells cm-3的区间内可调控,平均孔径在5.34-51.43μm的区间内可调控,孔隙率可达93.8%。PAN泡沫碳化后泡孔结构完整,且不同样品的孔径收缩率和密度的增加率十分接近。碳泡沫的电导率为92-132 S m-1,且电导率随孔隙率的增加而降低。（2）针对微米级多孔碳泡沫在钠离子电池中的应用需求,提出了一种聚丙烯腈/聚甲基丙烯酸甲酯（PAN/PMMA）双相前驱体发泡和碳化的碳泡沫制备方法,该方法解决了 PAN基碳泡沫不易开孔的难题。获得了一系列泡孔结构从闭孔到开孔可调控的碳泡沫,揭示了前驱体组成对所制备碳泡沫的物理和化学特性的影响规律,阐明了其用于钠离子电池自支撑负极的电化学性能。结果表明,所提出的工艺方法赋予了碳泡沫相互连通且稳定的开孔结构、碳壁上均匀的微孔与介孔和较高的氮掺杂水平。在这些特征的共同作用下,碳泡沫显示出优秀的钠离子储存性能。当PAN/PMMA的质量比为8/2时,所制备的碳泡沫表现出较高的可逆比容量（在50 mA g-1下经300次循环后比容量为281 mA h g-1）,优秀的倍率性能（在10Ag-1下比容量为67 mAhg-1）和优越的长循环稳定性（在0.5Ag-1下经3000次循环后比容量为175 mAh g-1）。（3）针对微米级开孔碳泡沫在钾离子电池中的应用需求,设计了一种PAN的磷酸化改性策略,该策略改进了 PAN/PMMA双相前驱体基碳泡沫的制备方法,克服了碳结构中磷含量难提高的挑战,获得了一系列磷/氮共掺杂的微米级开孔碳泡沫。研究了该策略对所制备碳泡沫物理和化学特性的影响机制,阐明了该碳泡沫用于钾离子电池自支撑负极时的电化学性能,揭示了磷官能团对钾离子储存的影响机理。结果表明,当磷酸溶液的浓度为55 wt%时,所提出的磷酸化改性策略赋予了碳泡沫高的磷/氮含量（11.93/6.97 wt%）。受益于三维开孔结构和高磷/氮含量的协同作用,该碳泡沫负极表现出优秀的可逆比容量（在0.1 A g-1下经300次循环后比容量为396 mAhg-1）、高的首次库仑效率（63.6%）、卓越的倍率性能（5Ag-1时比容量为168 mAhg-1）和超长的循环稳定性（在1 Ag-1下经3000次循环后比容量为218mAhg-1）。在磷/氮共掺杂碳材料中,P-C键对通过吸附作用增强钾储存量和提高碳的电子导电性的贡献更大,而P-O键则对扩大碳的层间距和降低离子扩散势垒的贡献更大。（4）提出了一种薄膜状PAN前驱体两步法发泡和碳化的碳泡沫制备方法,首次揭示了 PAN基纳米级多孔碳泡沫的发泡工艺参数窗口,研究了发泡温度和饱和压力对该碳泡沫孔结构的影响规律,阐明了纳孔结构的形成机理,揭示了碳化温度对该碳泡沫结构和组成的影响机制,实现了 PAN基纳米级多孔碳泡沫的可控制备。结果表明,在40℃的饱和温度和80℃的发泡温度下改变饱和压力:当饱和压力低于31.03 MPa时,受CO2旋节分解发泡机制的控制,碳泡沫显示出相互连通的纳米多孔支架结构;当饱和压力为31.03 MPa时,由于CO2溶解度过高,碳泡沫显示出蠕虫状结构。随碳化温度从600℃升高到900℃,尽管碳泡沫的孔形貌不改变,但其碳层结构的有序化程度及其石墨化程度提高,比表面积和总孔体积增大,异质原子的含量减少。（5）针对纳米级多孔碳泡沫在钾离子电池中的应用需求,优化碳化温度并制备了一种PAN基纳米多孔支架结构碳泡沫钾离子电池负极材料。阐明了纳米多孔支架结构碳泡沫与未发泡碳材料在结构、组成和电化学性能上的区别,揭示了纳米多孔支架结构对钾离子储存的影响机理。结果表明,在750℃下碳化所获得的PAN基纳米级多孔碳泡沫具有适中的石墨化程度、比表面积、孔体积和异质原子掺杂水平,用作钾离子电池负极材料时,具有高的可逆比容量（在0.1 A g-1下经300次循环后为325 mAhg-1）、杰出的倍率性能（10Ag-1时为118mA h g-1）和超稳定的循环性能（在1 A g-1下经5000次循环后为184 mA h g-1）。该碳泡沫的高电化学性能可归因于其相互连通的微-介-大孔结构和氮氧共掺杂的协同效应。
王瑶瑶[4]（2021）在《功能化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能研究》文中研究表明随着人口数量的增长和经济的快速发展,传统的不可再生能源日益枯竭,无法满足人类社会的迫切需求。在社会可持续发展的前提下,同时满足能源需求和环境保护,减少化石燃料的使用,开发绿色环保的可再生能源和高效储能系统具有重要战略意义。可再生能源的高效转化和存储是发展新能源的关键问题,高性能储能元件的研发对此尤为重要。超级电容器由于功率密度高,绿色环保,使用寿命长等优点,成为应用前景广阔的储能设备。作为超级电容器主要部件之一的电极材料的选择,在很大程度上决定了超级电容器的性能。石墨烯和聚苯胺（PANI）是常用的电极材料。石墨烯可以在整个表面形成双电层,完成快速充放电,但是理论容量不高;PANI可以在整个表面和近表面发生氧化还原反应提供赝电容,但稳定性有待提高。兼具循环稳定性和高电容量的复合电极材料是目前超级电容器电极材料的研究重点。本文从PANI和功能化石墨烯的制备、形貌调控和复合材料制备工艺的调整出发,合成不同功能化石墨烯/聚苯胺复合材料,探究复合材料的增强机理和电化学性能提高的有效方法。采用化学氧化法合成PANI,过硫酸铵（APS）为引发剂,在HCl溶液中同时完成聚合和掺杂。改变聚合温度和引发剂用量,系统地研究这两个变量对PANI形貌结构、导电性以及电化学性能的影响,分析聚合工艺与性能之间的关系,为PANI基复合材料的制备提供参考。随着温度的升高和引发剂的增多,PANI的直径逐渐增大,出现团聚和尺寸不均匀的现象,比表面积减小,S2的比表面积为58.57m2/g,S9的比表面积为17.3m2/g。PANI处于掺杂态,导电性优良,S1的电导率为15.5S/cm。PANI表现出典型的赝电容特征,CV曲线上有明显的氧化还原峰。在0.6A/g的电流密度下,样品S1-S9的比电容为301、304、300、300、302、296、275、276和251F/g。在10℃和15℃下制备的样品,其比电容整体高于在20℃条件下制备的PANI样品。APS与苯胺摩尔比为1时合成的PANI的电容量高于其他引发剂用量下的样品,说明适量的引发剂有利于合成结构规整,性能优异的PANI。采用Hummer’s法制备氧化石墨烯（GO）,通过原位聚合的方法在GO悬浊液中制备氧化石墨烯/聚苯胺（GO/PANI）复合材料。通过对复合材料的表征分析,探究苯胺单体用量对复合材料性能的影响。GO的片层间距为0.86mm结晶性良好,石墨化程度比较高。GO/PANI复合材料中,PANI纳米棒附着在GO片层上,形成紧密排列的三明治结构。随着苯胺用量的增加,GO表面的PAN]分布更均匀,对GO包覆度增加,从结构方面为比电容的提高提供有利条件。GO/PANI-80的电化学性能是所有样品中最好的,当扫描速率为10mV/s时,比电容可达665F/g,在电流密度1A/g时的比电容为405F/g。在两电极体系下,1A/g时的比电容为97F/g,此时能量密度和功率密度分别为13.5Wh/kg和251W/kg。当电流密度为6A/g时,比电容依然保留80.4%。NaBH4作为还原剂,在NH3·H2O中对GO进行溶剂热还原和功能化处理,制备功能化还原氧化石墨烯（FRGO）,然后制备功能化还原氧化石墨烯/聚苯胺（FRGO/PANI）复合材料。利用多种表征手段对FRGO和FRGO/PANI复合材料的形貌结构和电化学性能进行表征,探究FRGO添加量对复合材料性能的影响,确定合适的工艺参数。FRGO片层间距为0.37nm,结晶度较GO有所下降,由于N原子的引入,表面缺陷增多,石墨化程度降低。FRGO表现出典型的双电层电容特征,曲线形状不随扫描速率或电流密度的增大发生变化。FRGO的比电容为113F/g,大电流密度下比电容为96F/g,倍率性能优异,循环稳定性测试后电容保持率为91.6%,阻抗低,电容性能好。FRGO/PANI复合材料中,PAN1纤维网络结构包覆在FRGO片层上,随着FRGO添加量的增加,团聚现象减少。复合材料的电化学性能较FRGO和PANI有明显提高,FRGO/PANI-30的电化学性能最佳,当电流密度为0.6A/g时,比电容为421F/g,循环稳定性测试中电容保持率为81.7%。在FRGO/PANI复合材料中,双电层电容和赝电容同时做贡献,既提高了电容值又提高了电化学稳定性。乙二胺（EDA）作为还原剂对GO进行了还原和共价键修饰,得到共价键修饰还原氧化石墨烯（E-RGO）,然后在不同的E-RGO悬浊液中进行苯胺的原位聚合,制备共价键修饰还原氧化石墨烯/聚苯胺（E-RGO/PANI）复合材料。对E-RGO和E-RGO/PANI表征分析,探索了 EDA添加量对E-RGO和E-RGO/PANI复合材料的影响,进而确定制备高性能E-RGO/PANI复合材料的工艺参数。在还原过程中,E-RGO表面引入EDA,完成了对E-RGO的共价键修饰。其中E-RGO-10和E-RGO-12片层舒展,而E-RGO-15团聚现象比较严重。石墨片层间距为0.39nm,结晶度较低,XRD衍射峰宽而弥散。E-RGO体现了典型双电层电容的特征,其中E-RGO-12的电化学性能最好,在1mV/s的扫描速率下,比电容为170F/g,在0.6A/g的电流密度下,比电容为102F/g,这与它比表面积大,片层表面缺陷少有关。E-RGO/PANI复合材料为“PANI-（E-RGO）-PANI”的片层结构堆叠而成,PANI和E-RGO之间以共价键相连,并且有较强的π-π共轭效应,提高了材料的结构稳定性。电化学测试结果表明E-RGO/PANI的电化学性能较单组分均有所提高。当电流密度为 0.6A/g 时,E-RGO-10/PANI,E-RGO-12/PANI 和 E-RGO-15/PANI的比电容分别为385,398和364F/g。当电流密度增大到6A/g时,比电容保留率为51.9%,64.8%和46.2%。通过循环稳定性测试后,电容保持率为72.8%,77.8%和71.4%。E-RGO-12/PANI复合材料的比电容和保持率均是三个复合材料中最高的,而且Rs和Rct最小,直线与Z”轴平行,说明复合材料的电化学性能最优。通过对不同功能化石墨烯/聚苯胺复合材料的表征和性能分析,分析复合材料电化学性能得到提高的原因。复合材料是具有粗糙表面的片层结构,PANI网络包覆在功能化石墨烯片层上,片层表面的大π键同PANI分子链中的苯环结构形成共轭体系,静电作用使PANI附着在石墨烯片层上。GO和还原氧化石墨烯（RGO）上的官能团可作为苯胺聚合的活性位点,使得聚合反应主要发生在石墨烯片层上,石墨片层在复合材料中作为载体。FRGO和E-RGO表面引入的氨基可与PANI形成共价键连接,避免PANI的脱落。因此,功能化石墨烯和PANI之间各种结合力的存在可以将PANI固定在石墨烯片层上,提高了结构稳定性,石墨烯的载体作用可以弥补PANI在氧化还原过程中体积易破坏的缺点。在GO和RGO分散过程中加入的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）可以减少石墨烯的团聚,使其在苯胺溶液中均匀分散,增加了石墨烯的利用率。RGO的存在可以诱导PANI结晶,提高结晶度和导电性。复合材料的结构得到改善,组分之间发挥协同作用,双电层电容和赝电容同时做贡献,从而提高复合材料的电化学性能。
虞军伟[5]（2021）在《碳基常压储氢材料的制备及其微观结构调控》文中进行了进一步梳理氢能是新能源的重要发展方向,氢气在常温下化学性质活跃,其规模化储运一直是氢能应用推广的瓶颈。在我国重点研发计划“十四五”总体布局中,开发高储氢密度固态储氢材料在“氢能技术”和“高端功能与智能材料”重点专项中均明确提出。在现有的固态储氢材料中,碳基储氢材料凭借其高比表面积、高安全性、质量轻和可再生等特点,正成为储氢材料研究的热点。本文以聚丙烯腈纤维、粘胶纤维、粘胶/聚酯混杂纤维水刺非织造布为前驱体,进行活性碳纤维、活性碳纳米纤维、特殊结构活性碳纤维以及碳气凝胶等碳基储氢材料的制备,基于0-1 bar氢气吸附过程测试和氢气等温吸附模型,进行不同多孔碳材料的常压储氢性能研究。本文的主要研究内容如下:（1）以聚丙烯腈（PAN）粉料为原材料,通过干喷湿纺工艺和静电纺丝技术制备了皮芯结构明显的PAN初生纤维、皮芯结构不明显的PAN初生纤维和PAN纳米纤维的三种前驱体。首先,基于PAN纤维皮芯结构中皮部结构和芯部结构活化难度的差异,以皮芯结构明显的PAN初生纤维为前驱体,通过磷酸活化技术制备了氮氧共掺杂中空活性碳纤维（N/O-ACHF）。N/O-ACHF具有外壁光滑、内壁密布微米级大孔（0.31-2.18 μm）和丰富的微介孔结构（0-6 nm）。N/O-ACHF的比表面积、微孔容积、表面氧元素含量和表面氮元素含量分别为545.72 m2/g、0.19 cm3/g/15.26 at%和 4.06 at%,在 77 K、1 bar 条件下的常压储氢密度为1.35 wt%。其次,针对皮芯结构不明显的PAN初生纤维,通过超声辅助氢氧化钾活化技术开发了表面大孔型活性碳纤维（ACF-MaO-1）。ACF-MaO-1的比表面积、微孔容积、表面氧元素含量和表面氮元素含量分别为872.67 m2/g、0.37 cm3/g、12.13 at%和4.13 at%,在77 K、1 bar条件下的常压储氢密度为1.75 wt%。针对制备表面大孔型活性碳纤维的超声浸渍和高温活化制备过程中表面结构的脱落现象,分别提出了皮部剥离式脱落和递层式脱落两种脱落机制。最后,针对PAN纳米纤维前驱体,通过超声辅助化学活化工艺、超声辅助物理-化学联用活化工艺制备了活性碳纳米纤维ACNF-1和ACNF-2,其比表面积分别可达1994.03 m2/g和2007.66 m2/g,在77 K、1 bar条件下的常压储氢密度分别为2.61 wt%和 2.64 wt%。（2）以粘胶纤维为原材料,分别以磷酸和氯化锌为活化剂制备了 VACF-Pi-1和VACF-Zn-3两种粘胶基活性碳纤维。VACF-Pi-1的比表面积、总孔容、微孔孔容和表面氧元素含量分别为 1184.51 m2/g、0.60 cm3/g、0.41 cm3/g 和 15.25 at%,在77 K、1 bar条件下的常压储氢密度为2.19 wt%。VACF-Zn-3的比表面积、总孔容、微孔孔容和极微孔孔容分别为1576.17 m2/g、0.70 cm3/g、0.55 cm3/g和0.20 cm3/g,在77 K、1 bar条件下的常压储氢密度为2.52 wt%。以粘胶基活性碳纤维为原材料、盐酸为活化剂,通过超声辅助再活化技术实现了粘胶基活性碳纤维孔径为0.56 nm的极微孔结构的精准调控,当盐酸浓度为5%wt%时,对孔径为0.56 nm极微孔孔容的提升效果最佳。（3）以粘胶纤维为原材料,采用高温碳化后超声辅助磷酸活化处理的方法制备了表面原纤化片状粘胶基活性碳纤维VACF-FL-2和表面原纤化棒状活性碳纤维VACF-RL-1。VACF-FL-2的纤维表面密布表面原纤化片状结构,表面原纤化片层厚度与未被侵蚀的纤维基体直径比约1:3.31,其比表面积、总孔容、微孔孔容和极微孔孔容和表面氧元素分别为1085.77 m2/g、0.45 cm3/g、0.39 cm3/g、0.19 cm3/g和13.11 at%,在77 K、1 bar条件下的常压储氢密度为2.04 wt%。VACF-RL-1纤维表面的表面原纤化棒状结构呈蓬松态分布,其比表面积、总孔容、微孔孔容和极微孔孔容分别为956.81 m2/g、0.48 cm3/g、0.34 cm3/g和0.25 cm3/g,在77 K、1 bar条件下的常压储氢密度为1.97 wt%。（4）基于碳气凝胶颗粒的“自上而下”制备策略,分别以PAN初生纤维、粘胶纤维和粘胶/聚酯混杂纤维水刺非织造布为原材料,制备了 PAN-CA-P、PAN-CA-K、VF-CA-K1和RVF-CA-K1四种碳气凝胶颗粒。PAN-CA-P的比表面积、总孔容、微孔孔容和极微孔孔容分别为2732.18 m2/g、1.13 cm3/g、1.01 cm3/g、0.26 cm3/g和15.25 at%,微孔相对含量可达89.38%,在77 K、1 bar条件下的常压储氢密度达到了 3.17wt%。PAN-CA-K的比表面积、总孔容、微孔孔容和极微孔孔容分别为 2269.33 m2/g、0.98 cm3/g,0.84 cm3/g 和 0.22 cm3/g,微孔相对含量可达89.38%,在77 K、1 bar条件下的常压储氢密度达到了 2.98 wt%。VF-CA-K1的比表面积、总孔容、微孔孔容和极微孔孔容分别为1955.48 m2/g、1.03 cm3/g、0.66 cm3/g和0.25 cm3/g,在77 K、1 bar条件下的常压储氢密度为.2.62 wt%。RVF-CA-K1的比表面积、总孔容、微孔孔容和极微孔孔容分别为1522.81 m2/g、0.79 cm3/g、0.51 cm3/g 和 0.17 cm3/g,微孔相对含量为 64.56%,在 77 K、1 bar条件下的常压储氢密度为2.49 wt%。
刘昊[6]（2021）在《基于NIPS膜技术碳基膜材料的构建与修饰及其储能性能研究》文中研究表明多孔碳材料因其具有孔结构可调控、易于与其他活性物质复合等特点,被认为是制备高电化学性能电极材料的最佳候选者。然而大多数多孔碳材料为粉末状,限制了其在柔性电子器件中的应用,而其他一些柔性多孔碳材料制备过程则相对繁琐,因此,开发一种简单高效、孔结构发达且易修饰的柔性多孔碳材料构建技术是一项有意义的研究。膜技术,可以通过非溶剂诱导相分离（NIPS）构建发达的多孔结构并实现柔性特点,目前在分离等领域得到了广泛的研究,但在涉及构建多孔碳材料并应用于储能领域的研究尚亟待开展。为此,本文开展以下几项研究:1)以聚丙烯腈（PAN）为前驱体,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和聚偏氟乙烯（PVDF）为致孔剂,通过NIPS膜技术和碳化技术,制备了3D多级纳米孔结构的柔性碳基膜材料。作为超级电容器电极,0.05 A g-1电流密度下,在三电极体系和两电极体系中,比电容分别为265 F g-1和212 F g-1。组装成全固态超级电容器在60o下弯曲100次,仍能保持92%的初始电容值,长循环2000圈后,电容保持率仍然高达81%。2)以PAN为前驱体,PVP为致孔剂,通过不同碳化温度制备了3D多级纳米孔结构可控的互穿网络结构电极膜。作为负极材料,50 m A g-1下,在锂离子电池（LIBs）和钠离子电池（SIBs）中分别获得了351.8 m A h g-1和237.4 m A h g-1的可逆容量。在200 m A g-1下循环200次,均表现出稳定的循环性能。3)以PAN为前驱体,PVP为致孔剂,石墨烯为柔性单元、纳米硅为活性物质,构建了PAN/石墨烯/纳米硅碳基复合电极膜,作为LIBs负极材料,50 m A g-1下可逆容量高达1135.7 m A h g-1,纳米硅和复合电极膜的有效利用率分别高达92.6%和92.9%,表明纳米硅的体积效应得以有效缓解。4)以Sn Cl4·5H2O和硫代乙酰胺为原料,电极膜为基体,通过溶剂热技术,制备了Sn S2-CM复合电极膜,作为LIBs和SIBs负极材料,在50 m A g-1下分别表现出839.8 m A h g-1和573.7 m A h g-1的可逆容量。将膜结构进行破碎,阐明了电极膜的膜孔结构对纳米活性物质的体积膨胀存在“约束行为”。5)以Na2Mo O4·2H2O和C3H7NO2S为原料,电极膜为基体,通过水热技术,制备了CM@Mo S2复合电极膜。作为SIBs负极材料,50 m A g-1下,可逆容量可达472.2 m A h g-1,200 m A g-1下循环1000个周期后可逆容量保持94.2%。以其为负极,活性炭AC为正极,组装CM@Mo S2//AC钠离子电容器,2 A g-1高电流密度下循环5000次,可逆容量仍保持83.4%,平均每圈容量衰减0.00332%。
李祥业,白天娇,翁昕,张冰,王珍珍,何铁石[7]（2021）在《电纺纤维在超级电容器中的应用》文中进行了进一步梳理对高性能超级电容器不断增长的需求促进了电极隔膜和电极材料的快速发展。静电纺丝法制备的纳米纤维具有较高的孔隙率、较好电化学活性、较大的表面积以及良好的结构稳定性等优点,已被广泛应用于超级电容器的隔膜和电极材料。本文简要综述了近年来电纺纳米纤维在超级电容器用隔膜和电极材料的研究进展;着重讨论了通过静电纺丝和其他后处理方法制备的碳基纳米纤维、碳基复合纳米纤维、导电聚合物基复合纳米纤维和金属氧化物纳米纤维等用于超级电容器的电极材料。研究表明,多孔结构的构建、活化处理以及杂原子掺杂可以提高碳纳米纤维的比表面积、电化学活性、润湿性和石墨化程度,从而增强其电化学性能。此外,通过共混、化学沉积和电化学沉积等方法,将碳纳米纤维与金属氧化物、导电聚合物结合,可以改善其电容、倍率性能和循环稳定性。最后,提出上述研究中存在的问题,并对未来静电纺丝纳米纤维材料在超级电容器的发展前景进行了展望。
党丹旸[8]（2021）在《中空多孔PAN纤维成型机理及其中空碳纤维结构调控》文中进行了进一步梳理中空多孔碳纤维（HPCF）具有高的比表面积、可利用的空腔、可调的孔结构和可控制的形貌和组分,在保温材料、废水处理、吸附分离等领域具有十分广泛的应用。针对目前中空多孔碳纤维的制备工艺存在较为复杂的工艺技术和多种处理步骤的问题,本文湿法纺丝共发泡技术快速制备同时具有天然界中麦秆的中腔与泡孔结构的中空多孔PAN纤维,并以此为前驱体制备了中空多孔碳纤维。该方法在聚丙烯腈（PAN）/N,N二甲基甲酰胺（DMF）溶液中混入发泡剂二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）,水作为凝固浴进行湿法纺丝,利用MDI与水的化学反应生成CO2在PAN纤维内部制孔,简单高效、耗时短。在此基础上,采用KOH活化法和添加不同的纳米粒子的模板法对中空多孔碳纤维进行孔结构与性能的调控。通过SEM、DSC、FTIR、XRD、BET等表征手段对PAN纤维及衍生中空多孔碳纤维进行表征,探讨了中空多孔PAN纤维成型机理,并研究了KOH活化和不同纳米粒子的掺杂对所制备中空多孔碳纤维结构和性能的影响。主要结论如下:（1）当MDI添加比例达到10%及以上时,多孔PAN纤维截面出现了明显的中空结构,中空度随MDI比例的增加而增加,最高可达65%。其中空多孔结构的形成归因于:湿法纺丝中PAN/DMF/H2O三相分离以及MDI与H2O的化学发泡反应。湿法纺丝过程中,会发生DMF与水的双向扩散以及PAN凝固所引发的相分离。而发泡反应不仅促进了相分离,其产物聚脲充当异相成核剂,限制了气泡生长,使得产生的泡孔分散较为均匀,从而使得所制备的PAN纤维截面具有均匀对称的孔隙结构。（2）采用KOH活化的方法制备了具有层级结构的中空多孔碳纤维。结果表明,KOH对碳纤维的刻蚀作用使得碳纤维微孔体积增加,比表面积提高。此外,分别添加了不同比例的有机聚四氟乙烯（PTFE）纳米粒子和无机碳酸钙（nano-Ca CO3）纳米粒子对具有中空结构的多孔碳纤维进行孔隙结构的调控。结果表明,添加纳米粒子后,碳纤维体系中微孔的体积随之增加。而引入纳米碳酸钙后,所制备的碳纤维在电流密度为0.5 A g-1时,对应的比电容为195 F g-1,在10 A g-1的电流密度下进行5000次的充放电循环后,仍能保持99%的容量保持率,具有出色的循环稳定性。
王露佳[9]（2021）在《低分子量聚丙烯腈的合成及其与中间相沥青共混行为》文中指出作为纤维或碳纤维原丝的聚丙烯腈（PAN）往往具备较高的分子量,但低分子量PAN由于粘度低、易于加工的特性,可被作为添加剂或改性剂使用,如作为中间相沥青的共混改性剂以促进沥青纤维的某些性能。本文根据中间相沥青的分子尺寸估算,拟合成分子量低于10,000的PAN。降低PAN分子量的关键是控制单体浓度,加快引发速度,以抑制分子链增长。本文通过在聚合体系中滴加丙烯腈（AN）的方式来降低反应体系中单体浓度,同时以热促进引发分解。选用水相沉淀聚合法,在过硫酸铵（APS）引发及链转移剂异丙醇（IPA）的作用下,就单体滴加速度、反应温度及链转移剂用量三方面进行系列实验,以乌氏粘度计测定其分子量并进行相关结果分析,同时对上述PAN的结构、热性能进行分析。结果表明:改变单体进料方式对于分子量的减小效果显着,其中AN单体滴加速为0.333 m L/min最为适宜;反应温度从60℃升至80℃,PAN分子量逐渐减小,且在70℃分子量约为3,600;反应温度为60℃时,IPA用量为2 m L时对分子量的减小产生明显作用。傅里叶红外光谱（FTIR）、核磁氢谱（1H-NMR）、X射线衍射（XRD）分析所得产物PAN的结构。在温度变化以及链转移剂IPA作用下,PAN结构未受明显影响。热重分析（TG）、差示扫描量热分析（DSC）测定PAN热性能,PAN在230℃左右发生环化脱氢反应,在DSC测试中出现放热现象,TG测试中出现失重现象,且以分子量越小的PAN越早发生环化反应,热稳定性差。初步探索PAN加至中间相沥青后混合物的分散性和流变性能。结果表明:熔融共混法能实现低分子量PAN在沥青中均匀分散;PAN引入沥青后,共混物在高温下流动稳定且对于温度敏感性减弱。经电子能谱仪测定中间相沥青纤维的断面氮元素分布均匀,得知PAN在沥青中均匀分散。上述结果表明,单体滴加水相沉淀聚合法可实现低分子量PAN制备,且PAN可于中间相沥青中良好分散,得到共混沥青在高温下流变行为稳定可适用于熔融纺丝。
王庆勇[10]（2020）在《基于过渡金属钴镍锰赝电容材料的制备及其性能研究》文中研究表明超级电容器由于其功率密度高和循环寿命长而被广泛应用于储能领域,然而其较低的能量密度始终限制着超级电容器的进一步发展。基于对高能量密度器件的追求,开发出大比容量、宽窗口电位的电极材料是实现超级电容器性能提升的关键手段。本论文主要基于过渡金属Co/Ni/Mn电极材料的开发与结构优化,提升材料的能量密度和电化学性能,为电极材料的大规模应用提供了理论依据和技术支持。由于Co/Ni/Mn基材料在储能领域的独特优势和金属有机框架（MOF）所具有的结构可控性,我们通过溶剂热法制备了二维片状堆叠的三元Co-Ni-Mn MOF,并将其作为超级电容器正极材料;同时,由于Mn在水系电解液中具有较宽的窗口电位,因此我们同时制备了葵花状Mn MOF并用作负极材料。对该纯由MOF组装成的非对称型电容器Co-Ni-Mn MOF//Mn MOF进行电化学测试,发现器件具有良好的电化学性能,在1 A g–1时比电容达到了94.9 F g–1,同时在功率密度为857.3 W kg–1时,具有最大能量密度为38.1 Wh Kg–1。在5 A g–1电流密度下的5000次循环寿命测试中,器件比容量保持率仅为70.2%,循环稳定性还有待提高。这可能是由于传统MOFs材料导电性较差,或在进行氧化还原时,三元MOFs的配位键易断裂导致结构坍塌,影响到了材料的循环性能。为了进一步提高MOFs循环稳定性和赝电容,我们考虑用合理的化学处理方法对MOFs进行结构调控。相比于上一章的三元Co-Ni-Mn MOF,二元Co-Ni MOF表现出更加规整的片层结构且片层间的相互作用更加紧密。将其选作活化的前驱体,并对材料进行硼化（Na BH4）和硫化（Na2S）活化,我们发现硼化处理后的样品Co-Ni-B片层表面原位形成了更多相交的小片层网络,进一步增强了材料的结构稳定性,并增大了比表面积。得益于这种自支撑结构,在对Co-Ni-B进一步硫化得到Co-Ni-B-S时,不仅材料的花状结构基本得到保留,而且硫化使得部分还原的金属组分氧化成为稳定的混合低价态,增强了材料电化学性能。与活性炭组装成器件时,Co-Ni-B-S//AC在功率密度为857.7 W Kg–1时,能量密度达到50.0 Wh Kg–1,同时器件在12 A g–1的5000次的循环中容量保持率为87.7%,表现出了比上一章纯MOF器件更加优异的循环稳定性。除了可以通过化学还原氧化的方法来增强材料的赝电容特性,热处理也是一种常见的活化MOFs的方法。在此基础上,结合简便的淬火工艺,制备出核壳结构的电极材料。首先同样以片层自支撑结构的二元花球状Co-Ni MOF为前驱体,热处理后得到的Co-Ni-500保留了花球状形貌,接着将其加热到300 oC并在Fe Cl3/K3[Fe（CN）6]混合溶液中快速淬火,Co-Ni-500表面迅速生长出一层无定形的普鲁士蓝（PB）,得到了双赝电容复合材料Co-Ni-500/PB。得益于PB的Fe2+/Fe3+氧化还原赝电容和淬火带来的核壳结构,该复合材料的赝电容特性得到显着提高。Co-Ni-500/PB在1 A g–1的电流密度下,比电容达到了879.3 F g–1,并且在10 A g–1下5000次循环寿命测试后,容量损失仅为14.1%。由于淬火不仅可以简化材料的制备过程和时间,所得材料还具有结构上的优势,因此我们考虑对此方法进行延伸。柔性电极一直是超级电容器的重点发展方向,因此开发出可快速制备的柔性电极材料可以给柔性器件的发展带来新的突破。我们首先通过静电纺丝制备得到聚丙烯腈膜（PAN）,而后碳化得到PAN-C作为淬火材料制备的柔性基底。由于过渡金属锰具有宽的窗口电位,因此高锰酸钾被选作淬火溶液,随后利用淬火方法,在PAN-C表面快速原位生长了一层高K+含量及缺陷丰富的水钠锰矿（Mn O2@PAN-C）电极材料。以此柔性电极组装成对称型超级电容器,器件电压可高达2.3 V。并且此器件在功率密度为575 W kg–1时,能量密度可达到47.76Wh Kg–1,展现出了良好的储能性能。得益于过渡金属Co/Ni/Mn基MOF衍生物的应用及快速制备电极材料的新方法,可有效增强材料的赝电容特性,提升材料的电化学性能,并可为超级电容器电极材料的工业大规模制备提供新参考。
二、STUDY OF MICROSTRUCTURE ON PAN-ACFs PREPARED BY DIFFERENT ACTIVATION METHODS（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、STUDY OF MICROSTRUCTURE ON PAN-ACFs PREPARED BY DIFFERENT ACTIVATION METHODS（论文提纲范文）
（1）聚丙烯腈（PAN）基原丝在热处理过程中的结构演变研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 碳纤维简介 |
| 1.2 碳纤维的基本分类 |
| 1.3 碳纤维的基本发展历程 |
| 1.4 PAN基碳纤维的主要生产工艺 |
| 1.5 PAN基原丝的聚集态结构 |
| 1.6 PAN基原丝的热氧稳定化 |
| 1.7 PAN基稳定化纤维的碳化 |
| 1.8 本文研究内容及意义 |
| 第2章 PAN原丝的结晶度对其热行为的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 原料 |
| 2.2.2 表征测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 PAN原丝P1-P4 的丙烯腈立构规整度研究 |
| 2.3.2 PAN基原丝P1-P4 的微晶结构研究 |
| 2.3.3 PAN原丝P1-P4 热行为的差异性研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 PAN基原丝在稳定化和碳化阶段的结构演变 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 样品的制备及热处理 |
| 3.2.2 样品表征及测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 PAN原丝的热行为分析 |
| 3.3.2 PAN纤维在热氧稳定化各阶段的化学结构演变研究 |
| 3.3.3 X射线光电子能谱(XPS)对表面结构演变研究 |
| 3.3.4 PAN纤维热处理过程中碳微观结构的演变研究 |
| 3.3.5 PAN纤维在热处理过程的微晶结构演变研究 |
| 3.3.6 PAN纤维在热处理过程表面微观结构演变研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（2）静电纺丝纳米材料用于超级电容器电极：多级结构设计和电化学储能性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超级电容器概述 |
| 1.2.1 超级电容器的结构 |
| 1.2.2 超级电容器的分类 |
| 1.2.3 超级电容器电极材料的研究进展 |
| 1.3 功能化超级电容器 |
| 1.3.1 柔性超级电容器 |
| 1.3.2 可压缩超级电容器 |
| 1.4 静电纺丝设备及原理 |
| 1.5 静电纺丝纳米材料用于超级电容器 |
| 1.5.1 CNFs电极 |
| 1.5.2 CNFs基复合电极 |
| 1.5.2.1 CNFs与金属的复合电极 |
| 1.5.2.2 CNFs与金属氧化物的复合电极 |
| 1.5.2.3 CNFs与金属硫化物的复合电极 |
| 1.5.2.4 CNFs与导电聚合物的复合电极 |
| 1.6 静电纺丝三维气凝胶 |
| 1.7 本论文研究的目的、意义和研究内容 |
| 第二章 柔性CNF的芦苇状结构设计及其表面负载Ni-Co-S纳米片和Fe_2O_3-C纳米针的制备及电化学性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 主要仪器与设备 |
| 2.2.3 材料的合成 |
| 2.2.3.1 仿芦苇结构柔性碳纳米纤维膜(RCNF)的制备 |
| 2.2.3.2 RCNF膜负载Ni-Co-S纳米片 |
| 2.2.3.3 RCNF膜负载Fe_2O_3-C核壳纳米针 |
| 2.2.4 全固态非对称超级电容器组装 |
| 2.2.5 表征与测试方法 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 RCNFs膜的结构及物理化学性质 |
| 2.3.2 RCNF@Ni-Co-S正极 |
| 2.3.2.1 RCNF@Ni-Co-S正极微观结构及物理化学性质 |
| 2.3.2.2 RCNF@Ni-Co-S正极电化学性能 |
| 2.3.3 RCNF@Fe_2O_3-C负极 |
| 2.3.3.1 RCNF@Fe_2O_3-C负极微观结构及物理化学性质 |
| 2.3.3.2 RCNF@Fe_2O_3-C负极电化学性能 |
| 2.3.4 非对称超级电容器的电化学性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 多级结构CNF-CNT-Co_3O_4杂化气凝胶的制备及电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 主要仪器和设备 |
| 3.2.3 材料的合成 |
| 3.2.3.1 PAN基纳米纤维及其气凝胶的制备 |
| 3.2.3.2 活化CNF气凝胶(A-CNF)的制备 |
| 3.2.3.3 CNF-CNT-Co_3O_4混合气凝胶的制备 |
| 3.2.4 非对称超级电容器组装 |
| 3.2.5 表征和测试方法 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 CNF气凝胶 |
| 3.3.1.1 CNF气凝胶结构及物理化学性质 |
| 3.3.1.2 CNF气凝胶电化学性能 |
| 3.3.2 A-CNF气凝胶 |
| 3.3.2.1 A-CNF气凝胶微观结构及物理化学性质 |
| 3.3.2.2 A-CNF气凝胶作为负极的电化学性能 |
| 3.3.3 杂化气凝胶CNF-CNT-Co_3O_4 |
| 3.3.3.1 CNF-CNT-Co_3O_4微观结构及物理化学性质 |
| 3.3.3.2 CNF-CNT-Co_3O_4电化学性能 |
| 3.3.4 非对称超级电容器装置的电化学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 多通道CNF内嵌中空Co_3O_4纳米颗粒杂化气凝胶的制备及电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 主要仪器和设备 |
| 4.2.3 材料的制备 |
| 4.2.3.1 ZIF-67纳米颗粒的制备 |
| 4.2.3.2 多通道CNF内嵌中空Co_3O_4纳米颗粒杂化气凝胶的制备 |
| 4.2.3.3 N,O共掺杂多通道CNF内嵌中空碳囊泡多级孔气凝胶的制备 |
| 4.2.4 非对称超级电容器组装 |
| 4.2.5 表征和测试方法 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 MCNF@HCo_3O_4 |
| 4.3.1.1 MCNF@HCo_3O_4微观结构及物理化学性质 |
| 4.3.1.2 MCNF@HCo_3O_4作为正极的电化学性能 |
| 4.3.2 N,O-EMCNF@HCo_3O_4 |
| 4.3.2.1 N,O-EMCNF@HCo_3O_4微观结构及物理化学性质 |
| 4.3.2.2 N,O-EMCNF@HCo_3O_4作为负极的电化学性能 |
| 4.3.3 非对称超级电容器的电化学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 作者和导师介绍 |
| 附件 |
（3）PAN基碳泡沫间歇式发泡制备方法及其结构调控与电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 聚合物基多孔嵌材料 |
| 1.2.1 聚合物基异质原子掺杂多孔碳材料的制备方法 |
| 1.2.2 异质原子掺杂对多孔碳材料的影响 |
| 1.2.3 聚合物基多孔拔材料的孔结构设计 |
| 1.2.4 聚合物基碳泡沫的应用 |
| 1.3 聚合物发泡原理和工艺 |
| 1.3.1 聚合物发泡原理和聚合物泡沫的特征 |
| 1.3.2 发泡剂的种类 |
| 1.3.3 聚合物发泡工艺 |
| 1.4 本课题方向所存在的主要问题 |
| 1.5 选题意义及主要研究内容 |
| 第二章 PAN基撖米级闭孔拔泡沫的一步法发泡制备工艺研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 PAN泡沫的制备 |
| 2.2.3 碳泡沫的制备 |
| 2.2.4 材料测试与表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 发泡温度和饱和压力对泡孔结构的影响 |
| 2.3.2 碳化工艺对泡孔结构的影响 |
| 2.3.3 碳化工艺对分子结构的影响 |
| 2.3.4 碳泡沫的导电性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 一步法发泡制备的PAN基微米级开孔碳泡沫钠离子电池自支撑负极 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 碳泡沫的制备 |
| 3.2.3 材料测试与表征 |
| 3.2.4 钠离子电池电化学性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 前驱体组成对发泡及碳化后泡沫泡孔结构的影响 |
| 3.3.2 前驱体组成对碳泡沫微观结构和石墨化程度的影响 |
| 3.3.3 前驱体组成对碳泡沫纳米孔结构和元素组成的影响 |
| 3.3.4 碳泡沫用作钠离子电池负极的电化学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 一步法发泡和磷酸化策略制备的PAN基磷/氮共掺杂微米级开孔碳泡沫钾离子电池自支撑负极 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 碳泡沫的制备 |
| 4.2.3 材料测试与表征 |
| 4.2.4 钾离子电池电化学性能测试 |
| 4.2.5 第一性原理计算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 PN-PCM和N-PCM的形貌和微观结构 |
| 4.3.2 PN-PCM和N-PCM的石墨化程度和纳米孔结构 |
| 4.3.3 磷酸浓度对碳泡沫元素组成和磷元素构型的影响 |
| 4.3.4 PN-PCM和N-PCM的电化学性能 |
| 4.3.5 不同磷官能团对钾离子储存的作用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 PAN基纳米级多孔碳泡沫的两步法发泡制备工艺研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验材料 |
| 5.2.2 PAN泡沫的制备 |
| 5.2.3 碳泡沫的制备 |
| 5.2.4 材料测试与表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 CO_2在PAN中的溶解度与饱和时间 |
| 5.3.2 发泡温度与饱和压力对碳泡沫孔结构的影响 |
| 5.3.3 碳化温度对碳泡沫结构与组成的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 两步法发泡制备的PAN基纳米多孔支架结构碳泡沫钾离子电池负极材料 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验材料 |
| 6.2.2 纳米多孔支架结构碳泡沫的制备 |
| 6.2.3 KPB的制备 |
| 6.2.4 材料测试与表征 |
| 6.2.5 钾离子电池电化学性能测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 碳化温度对碳泡沫电化学性能的影响 |
| 6.3.2 碳泡沫与未发泡碳材料的结构与组成对比 |
| 6.3.3 碳泡沫与未发泡碳材料的电化学性能对比 |
| 6.3.4 纳米多孔支架结构碳泡沫的全电池性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间撰写的学术论文 |
| 攻读博士学位期间申请的发明专利 |
| 攻读博士学位期间获得的奖励 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）功能化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本文创新和主要贡献 |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 超级电容器概述 |
| 1.1.1 超级电容器的发展及应用 |
| 1.1.2 超级电容器的分类及储能原理 |
| 1.2 超级电容器电极材料 |
| 1.2.1 碳材料 |
| 1.2.2 导电聚合物 |
| 1.2.3 过渡金属化合物 |
| 1.3 功能化石墨烯及其复合材料的研究现状 |
| 1.4 聚苯胺及其复合材料的研究现状 |
| 1.5 本文研究目的和研究内容 |
| 第2章 实验材料与实验方法 |
| 2.1 实验原料与设备 |
| 2.2 材料表征与分析 |
| 2.2.1 场发射扫描电子显微镜 |
| 2.2.2 高分辨透射电子显微镜 |
| 2.2.3 X射线衍射 |
| 2.2.4 拉曼光谱 |
| 2.2.5 傅里叶变换红外光谱 |
| 2.2.6 X射线光电子能谱 |
| 2.2.7 电导率测试 |
| 2.2.8 比表面积测试 |
| 2.3 工作电极的制备 |
| 2.4 电化学性能测试 |
| 2.4.1 循环伏安测试 |
| 2.4.2 恒电流充放电测试 |
| 2.4.3 电化学阻抗测试 |
| 2.4.4 循环稳定性测试 |
| 2.5 技术路线 |
| 第3章 PANI的制备及性能研究 |
| 3.1 PANI的制备 |
| 3.2 PANI的形貌与结构分析 |
| 3.3 PANI的电化学性能分析 |
| 3.4 PANI的合成机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 GO/PANI复合材料的制备及性能研究 |
| 4.1 GO的制备及研究 |
| 4.1.1 GO的制备 |
| 4.1.2 GO的形貌与结构分析 |
| 4.2 GO/PANI复合材料的制备及性能研究 |
| 4.2.1 GO/PANI复合材料的制备 |
| 4.2.2 GO/PANI复合材料的形貌与结构分析 |
| 4.2.3 GO/PANI复合材料的电化学性能分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 FRGO/PANI复合材料的制备及性能研究 |
| 5.1 FRGO的制备及性能研究 |
| 5.1.1 FRGO的制备 |
| 5.1.2 FRGO的形貌与结构分析 |
| 5.1.3 FRGO的电化学性能分析 |
| 5.2 FRGO/PANI复合材料的制备及性能研究 |
| 5.2.1 FRGO/PANI复合材料的制备 |
| 5.2.2 FRGO/PANI复合材料的形貌与结构分析 |
| 5.2.3 FRGO/PANI复合材料的电化学性能分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 E-RGO/PANI复合材料的制备及性能研究 |
| 6.1 E-RGO的制备及性能研究 |
| 6.1.1 E-RGO的制备 |
| 6.1.2 E-RGO的形貌与结构分析 |
| 6.1.3 E-RGO的电化学性能分析 |
| 6.2 E-RGO/PANI复合材料的制备及性能研究 |
| 6.2.1 E-RGO/PANI复合材料的制备 |
| 6.2.2 E-RGO/PANI复合材料的形貌与结构分析 |
| 6.2.3 E-RGO/PANI复合材料的电化学性能分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）碳基常压储氢材料的制备及其微观结构调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本文创新和主要贡献 |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 氢与氢能 |
| 1.1.1 氢的基本性质 |
| 1.1.2 氢能现状 |
| 1.2 储氢技术 |
| 1.2.1 储氢技术现状 |
| 1.2.2 气态储氢(GH_2) |
| 1.2.3 液态储氢(LH_2) |
| 1.2.4 固态储氢(SH_2) |
| 1.3 碳基储氢材料 |
| 1.3.1 活性炭/活性碳纤维 |
| 1.3.2 碳纳米纤维 |
| 1.3.3 碳气凝胶 |
| 1.4 活性碳纤维(ACF)的制备 |
| 1.4.1 预氧化(热稳定化) |
| 1.4.2 碳化 |
| 1.4.3 活化 |
| 1.5 研究内容及意义 |
| 第二章 实验材料及分析方法 |
| 2.1 课题研究技术路线 |
| 2.2 实验材料及设备 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.3 样品测试与表征 |
| 2.3.1 氮气吸附测试(BET) |
| 2.3.2 氢气吸脱附测试 |
| 2.3.3 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.3.4 傅里叶变换红外光谱(FTIR) |
| 2.3.5 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.6 激光拉曼光谱分析(Raman) |
| 2.3.7 扫描电子显微镜(SEM) |
| 第三章 聚丙烯腈基ACF微观结构调控及储氢性能研究 |
| 3.1 内壁大孔型中空活性碳纤维制备及其储氢影响因素 |
| 3.1.1 制备方法 |
| 3.1.2 表面微观形貌 |
| 3.1.3 晶体结构 |
| 3.1.4 表面化学结构 |
| 3.1.5 纳米孔隙结构 |
| 3.1.6 常压储氢性能 |
| 3.2 表面大孔型ACF制备及其储氢影响因素 |
| 3.2.1 制备方法 |
| 3.2.2 表面微观形貌 |
| 3.2.3 晶体结构 |
| 3.2.4 表面化学结构 |
| 3.2.5 纳米孔隙结构 |
| 3.2.6 常压储氢性能 |
| 3.3 活性碳纳米纤维制备及其储氢影响因素 |
| 3.3.1 制备方法 |
| 3.3.2 表面微观形貌 |
| 3.3.3 晶体结构 |
| 3.3.4 表面化学结构 |
| 3.3.5 纳米孔隙结构 |
| 3.3.6 常压储氢性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 粘胶基ACF微观结构调控及储氢性能研究 |
| 4.1 磷酸活化法粘胶基ACF制备及其储氢影响因素 |
| 4.1.1 制备方法 |
| 4.1.2 表面微观形貌 |
| 4.1.3 晶体结构 |
| 4.1.4 表面化学结构 |
| 4.1.5 纳米孔隙结构 |
| 4.1.6 常压储氢性能 |
| 4.2 氯化锌活化法粘胶基ACF制备及其储氢影响因素 |
| 4.2.1 制备方法 |
| 4.2.2 表面微观形貌 |
| 4.2.3 晶体结构 |
| 4.2.4 表面化学结构 |
| 4.2.5 纳米孔隙结构 |
| 4.2.6 常压储氢性能 |
| 4.3 极微孔结构的精准调控及储氢影响因素 |
| 4.3.1 制备方法 |
| 4.3.2 晶体结构 |
| 4.3.3 表面化学结构 |
| 4.3.4 纳米孔隙结构 |
| 4.3.5 常压储氢性能 |
| 4.4 表面原纤化片状ACF制备及其储氢影响因素 |
| 4.4.1 制备方法 |
| 4.4.2 表面微观形貌 |
| 4.4.3 晶体结构 |
| 4.4.4 表面化学结构 |
| 4.4.5 纳米孔隙结构 |
| 4.4.6 常压储氢性能 |
| 4.5 表面原纤化棒状ACF制备及其储氢影响因素 |
| 4.5.1 制备方法 |
| 4.5.2 表面微观形貌 |
| 4.5.3 晶体结构 |
| 4.5.4 表面化学结构 |
| 4.5.5 纳米孔隙结构 |
| 4.5.6 常压储氢性能 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 碳气凝胶颗粒的微观结构调控及储氢性能研究 |
| 5.1 PAN基碳气凝胶颗粒制备及其储氢影响因素 |
| 5.1.1 制备方法 |
| 5.1.2 表面微观形貌 |
| 5.1.3 表面化学结构 |
| 5.1.4 纳米孔隙结构 |
| 5.1.5 常压储氢性能 |
| 5.2 粘胶基碳气凝胶颗粒制备及其储氢影响因素 |
| 5.2.1 制备方法 |
| 5.2.2 表面微观形貌 |
| 5.2.3 晶体结构 |
| 5.2.4 表面化学结构 |
| 5.2.5 纳米孔隙结构 |
| 5.2.6 常压储氢性能 |
| 5.3 粘胶/聚酯混杂纤维基碳气凝胶颗粒制备及其储氢影响因素 |
| 5.3.1 制备方法 |
| 5.3.2 表面微观形貌 |
| 5.3.3 晶体结构 |
| 5.3.4 纳米孔隙结构 |
| 5.3.5 常压储氢性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间申请专利及参与项目 |
| 攻读博士学位期间获奖及成果转化情况 |
| 附件 |
| 学位论文评闽及答辩情况表 |
（6）基于NIPS膜技术碳基膜材料的构建与修饰及其储能性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超级电容器 |
| 1.2.1 超级电容器储能原理概述 |
| 1.2.2 超级电容器组成与结构 |
| 1.2.3 超级电容器特点与面临的问题 |
| 1.3 碱金属离子电池 |
| 1.3.1 锂离子电池 |
| 1.3.2 钠离子电池 |
| 1.4 离子电容器 |
| 1.4.1 碱金属离子电容器的发展 |
| 1.4.2 离子电容器组成与工作机理 |
| 1.4.3 离子电容器分类 |
| 1.4.4 离子电容器的优势 |
| 1.4.5 离子电容器的问题 |
| 1.5 超级电容器电极材料概述 |
| 1.5.1 导电聚合物电极 |
| 1.5.2 金属氧化物电极 |
| 1.5.3 碳基材料电极 |
| 1.6 碱金属离子电池负极材料概述 |
| 1.6.1 过渡金属硫化物、硒化物和氮化物 |
| 1.6.2 Ti/Nb基化合物 |
| 1.6.3 有机材料 |
| 1.6.4 MXenes材料 |
| 1.6.5 NASICON材料 |
| 1.6.6 碳材料 |
| 1.7 膜技术介绍 |
| 1.7.1 膜制备方法 |
| 1.7.2 膜材料 |
| 1.7.3 碳膜及其应用 |
| 1.8 课题提出 |
| 1.9 研究内容 |
| 第二章 3D多级纳米孔柔性“电极膜”构建及其超级电容器储能性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 3D多级纳米孔柔性电极膜构建 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 仪器设备 |
| 2.2.3 电极膜制备 |
| 2.2.4 电极膜电化学测试 |
| 2.2.5 软包全固态超级电容器组装与测试 |
| 2.3 3D纳米多级孔柔性电极膜形貌及微结构 |
| 2.4 3D多级纳米孔柔性电极膜电化学性能 |
| 2.4.1 超级电容器三电极体系 |
| 2.4.2 超级电容器两电极体系 |
| 2.4.3 柔性软包全固态超级电容器性能 |
| 2.5 结论 |
| 第三章 3D多级纳米孔柔性“电极膜”构建与设计及其锂/钠储能性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 3D纳米多级孔互穿网络结构柔性电极膜构建 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 仪器设备 |
| 3.2.3 互穿网络结构电极膜制备 |
| 3.2.4 锂/钠离子电池组装与测试 |
| 3.3 3D纳米多级孔互穿网络结构柔性电极膜形貌及微结构 |
| 3.4 3D多级纳米孔互穿网络结构柔性电极膜储能性能 |
| 3.4.1 电极膜储锂性能 |
| 3.4.2 电极膜储钠性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 “前修饰”构建3D网状结构多级共混碳基复合电极膜及其储锂性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多级共混碳基复合电极膜制备 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 仪器设备 |
| 4.2.3 碳基复合电极膜制备 |
| 4.2.4 锂离子电池组装与测试 |
| 4.3 碳基复合电极膜形貌及微结构 |
| 4.4 碳基复合电极膜储能性能 |
| 4.5 有效利用率评价 |
| 4.5.1 纳米硅有效利用率评价 |
| 4.5.2 碳基复合电极膜有效利用率评价 |
| 4.6 碳基复合电极膜循环后结构稳定性 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 SnS_2纳米花“后修饰”电极膜3D互穿网络结构及其锂/钠储能性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 “后修饰”构建SnS_2-CM复合电极膜 |
| 5.2.1 实验材料 |
| 5.2.2 仪器设备 |
| 5.2.3 SnS_2-CM复合电极膜制备 |
| 5.2.4 锂/钠离子电池组装与测试 |
| 5.3 SnS_2-CM复合电极膜形貌及微结构 |
| 5.4 SnS_2-CM复合电极膜储能性能和储能表现 |
| 5.4.1 锂离子电池体系储能性能 |
| 5.4.2 钠离子电池体系储能性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 网状MoS_2纳米片“后修饰”构建复合电极膜及其储钠性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 “后修饰”构建CM@MoS_2复合电极膜 |
| 6.2.1 实验材料 |
| 6.2.2 仪器设备 |
| 6.2.3 CM@MoS_2复合电极膜制备 |
| 6.2.4 钠离子电池组装与测试 |
| 6.2.5 钠离子电容器组装与测试 |
| 6.3 CM@MoS_2复合电极膜形貌及微结构 |
| 6.4 CM@MoS_2复合电极膜钠离子电池储能性能 |
| 6.5 CM@MoS_2//AC钠离子电容器储能性能 |
| 6.5.1 AC电极储钠性能 |
| 6.5.2 CM@MoS_2//AC钠离子电容器储能性能 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（7）电纺纤维在超级电容器中的应用（论文提纲范文）
| Contents |
| 1 引言 |
| 2 静电纺丝技术制备隔膜材料 |
| 3 静电纺丝技术制备电极材料 |
| 3.1 电纺CNFs制备双电层电容器电极 |
| 3.1.1 多孔CNFs |
| 3.1.2 活化CNFs |
| 3.1.3 杂原子掺杂CNFs |
| 3.1.4 CNFs/碳基材料复合电极 |
| 3.2 电纺纳米纤维制备赝电容电极材料 |
| 3.2.1 CNFs/金属氧化物复合电极 |
| 3.2.2 CNFs/导电聚合物复合电极 |
| 4 结论与展望 |
（8）中空多孔PAN纤维成型机理及其中空碳纤维结构调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 多孔碳材料 |
| 1.3 一维多孔碳纤维 |
| 1.3.1 活化法 |
| 1.3.2 模板法 |
| 1.3.3 相分离法 |
| 1.4 中空多孔碳纤维 |
| 1.5 课题研究内容与目的 |
| 第二章 中空多孔PAN纤维的制备及表征 |
| 2.1 实验仪器与设备 |
| 2.2 实验原料 |
| 2.3 PAN中空发泡纤维的制备 |
| 2.4 测试与表征 |
| 2.4.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.4.2 差式扫描量热仪(DSC) |
| 2.4.3 傅里叶变换红外光谱仪(FTIR) |
| 2.4.4 X射线衍射(XRD) |
| 2.4.5 孔径及比表面积分析 |
| 2.4.6 拉曼光谱 |
| 2.4.7 X射线光电子能谱仪(XPS) |
| 2.4.8 电导率 |
| 2.4.9 电化学性能测试 |
| 第三章 中空多孔PAN纤维的成型机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 中空多孔PAN纤维的制备 |
| 3.2.2 中空多孔PAN纤维的表征 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 化学成分分析 |
| 3.3.2 中空结构形成机理 |
| 3.3.3 泡孔结构形成机理 |
| 3.3.4 微孔结构形成机理 |
| 3.3.5 孔径分析 |
| 3.3.6 XRD |
| 3.3.7 DSC |
| 3.4 小结 |
| 第四章 中空多孔PAN基碳纤维的制备及结构调控 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 PAN基多孔碳纤维的制备 |
| 4.2.2 PAN共混纳米粒子基中空多孔碳材料的制备 |
| 4.2.3 表征 |
| 4.3 PAN基中空多孔碳纤维的形貌结构表征 |
| 4.3.1 形貌表征 |
| 4.3.2 元素分析 |
| 4.3.3 孔径分析 |
| 4.3.4 拉曼测试 |
| 4.4 PAN共混PTFE粒子中空碳纤维的形貌结构 |
| 4.4.1 形貌表征 |
| 4.4.2 孔径分析 |
| 4.4.3 拉曼测试 |
| 4.5 PAN共混纳米碳酸钙中空碳纤维的形貌结构 |
| 4.5.1 形貌结构 |
| 4.5.2 孔径分析 |
| 4.6 电导率 |
| 4.7 电化学性能表征 |
| 4.8 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（9）低分子量聚丙烯腈的合成及其与中间相沥青共混行为（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 PAN合成方法研究现状 |
| 1.1.1 AN聚合机理 |
| 1.1.2 溶液聚合 |
| 1.1.3 水相沉淀聚合 |
| 1.1.4 活性聚合方法 |
| 1.1.5 低分子量PAN的合成及应用 |
| 1.2 AN聚合反应动力学 |
| 1.2.1 APS分解活化能 |
| 1.2.2 总聚合反应活化能 |
| 1.2.3 聚合度综合活化能 |
| 1.3 反应条件对于AN合成的影响 |
| 1.3.1 引发剂 |
| 1.3.2 共聚单体 |
| 1.3.3 链转移剂 |
| 1.3.4 反应温度 |
| 1.4 课题的提出及研究内容 |
| 1.4.1 选题目的及意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 实验部分及表征测试方法 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验主要仪器及测试设备 |
| 2.3 实验药品纯化操作 |
| 2.4 聚合工艺流程 |
| 2.5 测试分析 |
| 2.5.1 聚合反应转化率的测定 |
| 2.5.2 聚合产物分子量测定 |
| 2.5.3 聚合产物结构测定 |
| 2.5.4 PAN及沥青热稳定性能测试 |
| 2.5.5 沥青微观结构及流变性能分析 |
| 2.5.6 中间相沥青纤维截面分析 |
| 第3章 低分子量PAN的制备及结构性能研究 |
| 3.1 低分子量PAN的制备 |
| 3.1.1 AN聚合实验方案 |
| 3.1.2 AN聚合工艺探索 |
| 3.1.3 不同反应条件下PAN制备 |
| 3.2 AN聚合反应结果与讨论 |
| 3.2.1 AN滴加速率对PAN分子量的影响 |
| 3.2.2 聚合温度对PAN分子量的影响 |
| 3.2.3 链转移浓度对于PAN分子量影响 |
| 3.3 单体滴加法自由基聚合动力学模型 |
| 3.4 PAN结构性能研究 |
| 3.4.1 PAN结构分析 |
| 3.4.1.1 FTIR测试 |
| 3.4.1.2 ~1H-NMR测试 |
| 3.4.1.3 XRD测试 |
| 3.4.2 PAN热性能分析 |
| 3.4.2.1 DSC测定 |
| 3.4.2.2 TG测定 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 低分子量PAN共混沥青性能研究 |
| 4.1 共混沥青制备及性能分析 |
| 4.1.1 沥青-PAN共混原料的制备 |
| 4.1.2 共混沥青分散性分析 |
| 4.1.3 沥青热性能分析 |
| 4.2 共混沥青可纺性分析 |
| 4.2.1 沥青的软化点 |
| 4.2.2 沥青流变性能测定 |
| 4.2.3 沥青纺丝情况分析 |
| 4.3 沥青纤维断面元素分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 科研成果目录 |
（10）基于过渡金属钴镍锰赝电容材料的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超级电容器简介 |
| 1.2.1 超级电容器的组成 |
| 1.2.2 超级电容器的储能机理 |
| 1.3 超级电容器电极材料及研究现状 |
| 1.3.1 碳基材料 |
| 1.3.2 过渡金属氧化物/氢氧化物 |
| 1.3.3 金属氮化物/氮氧化物/MXenes |
| 1.3.4 金属有机框架 |
| 1.3.5 高分子导电聚合物/COFs |
| 1.3.6 材料优化及复合材料 |
| 1.4 课题研究的目的及意义和主要研究内容 |
| 1.4.1 课题研究的目的及意义 |
| 1.4.2 本论文的主要研究内容 |
| 1.4.3 论文创新点 |
| 第2章 3D花状Co-Ni-Mn MOF的非对称型电容器性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 材料的制备 |
| 2.2.2 材料的结构表征 |
| 2.2.3 超级电容器的制备及电化学性能测试 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 材料形貌与结构表征 |
| 2.3.2 电化学性能表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 氧化还原调控双金属有机框架衍生物的结晶性和电子结构来增强材料法拉第电容 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 材料的制备 |
| 3.2.2 材料的结构表征 |
| 3.2.3 超级电容器的制备及电化学性能测试 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 材料形貌与结构表征 |
| 3.3.2 电化学性能表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 钴镍氧化物/普鲁士蓝核壳结构的快速制备及其在超级电容器中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 材料的制备 |
| 4.2.2 材料的结构表征 |
| 4.2.3 电化学性能测试 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 材料形貌与结构表征 |
| 4.3.2 电化学性能表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 超快淬火制备高钾含量水钠锰矿纳米片及其在钾离子超级电容器中的性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 材料的制备 |
| 5.2.2 材料的结构表征 |
| 5.2.3 超级电容器的制备及电化学性能测试 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 材料形貌与结构表征 |
| 5.3.2 电化学性能表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读博士期间论文发表情况 |
四、STUDY OF MICROSTRUCTURE ON PAN-ACFs PREPARED BY DIFFERENT ACTIVATION METHODS（论文参考文献）
- [1]聚丙烯腈（PAN）基原丝在热处理过程中的结构演变研究[D]. 刘勇. 长春工业大学, 2021(01)
- [2]静电纺丝纳米材料用于超级电容器电极：多级结构设计和电化学储能性能[D]. 张铭. 北京化工大学, 2021
- [3]PAN基碳泡沫间歇式发泡制备方法及其结构调控与电化学性能研究[D]. 龚洁. 山东大学, 2021(11)
- [4]功能化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能研究[D]. 王瑶瑶. 山东大学, 2021(10)
- [5]碳基常压储氢材料的制备及其微观结构调控[D]. 虞军伟. 山东大学, 2021
- [6]基于NIPS膜技术碳基膜材料的构建与修饰及其储能性能研究[D]. 刘昊. 天津工业大学, 2021(01)
- [7]电纺纤维在超级电容器中的应用[J]. 李祥业,白天娇,翁昕,张冰,王珍珍,何铁石. 化学进展, 2021(07)
- [8]中空多孔PAN纤维成型机理及其中空碳纤维结构调控[D]. 党丹旸. 天津工业大学, 2021(01)
- [9]低分子量聚丙烯腈的合成及其与中间相沥青共混行为[D]. 王露佳. 东华大学, 2021(01)
- [10]基于过渡金属钴镍锰赝电容材料的制备及其性能研究[D]. 王庆勇. 华中科技大学, 2020(01)