导　　师： 张鹏

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 暨南大学

摘　　要： 为开发新型高效、实用的电化学储能器件，超级电容器受到了越来越多的关注。而电极材料是超级电容器性能的关键。TiO2由于循环稳定性好、成本低、对环境无害等优点而广泛用于超级电容器电极材料。然而，实际应用中TiO2比电容往往与其理论比电容相差较大，极大限制了其在超级电容器领域的应用。因此，提高TiO2电极材料的电容性能尤为迫切。本文主要通过两个方面来提高TiO2电化学性能。一方面，进行纳米结构设计以提高TiO2表面积与比电容;另一方面，采用高比电容活性材料与纳米结构TiO2复合，制备结构稳定、具有长循环寿命和高比电容的电极材料。具体研究内容如下：　　(1)为提高TiO2的比表面积和比电容，采用水热法制备TiO2纳米结构。通过K掺杂，来研究溶液浓度以及反应时间对TiO2形貌、相组成及电化学性能的影响。结果显示，250℃、KOH浓度为0.25M、反应时间为5h时，样品以K掺杂的混合相(锐钛矿和金红石型)为主，其形貌为纳米线状，纳米线结构互相连接形成多孔网状结构，有效增大了材料比表面积及电化学性能。当电流密度为0.1mA·cm-2时，可获得比电容为6.26mF·cm-2。　　(2)为提高TiO2的比电容，采用MoS2对纳米结构TiO2进行改性，制备具有核壳结构的K-TNW@MNs复合电极。采用壳聚糖作为软模板，对MoS2的生长进行控制，使其以TiO2纳米线结构为基底均匀生长。TiO2纳米线组成的网状结构，在增大表面积的同时为MoS2纳米片提供了较好的支撑。结果显示，K-TNW@MNs在0.4mA·cm-2的电流密度下获得123.53mF·cm-2的高比电容，在6000次循环后依然具有84.49％电容保持率。将K-TNW@MNs组装成新型全固态对称超级电容器，经过6000次循环后，仍具有78.44％的良好电容保持率。　　(3)为获得更优异的电化学性能，采用表面石墨化及原位生长MnO2的复合方法对

关 键 词： 纳米线 掺杂改性 电化学活性 原位制备 超级电容器 电极材料

领　　域： [化学工程—无机化工] [电气工程—电器]