一、溶胶玻璃原位合成碳纳米管的研究（论文文献综述）
王强明[1]（2021）在《普鲁士蓝基复合电极的制备及其电化学检测药物分子的研究》文中研究表明普鲁士蓝作为过渡金属氰化物,具有比表面积高、孔径结构可调以及金属中心可修饰等特点,被广泛应用于电化学传感、电化学催化和能量储存等领域。本文通过修饰普鲁士蓝（PB）及普鲁士蓝类似物（PBAs）来构建三种复合电极,并研究了复合电极的电化学传感性能。具体内容如下:1、通过热解法制备了硼、氮掺杂的碳纳米管（BNC）并将其负载在石墨毡（GF）基底上,在其表面原位生成PB纳米颗粒构建复合电极BNC@PB/GF。通过表征技术对材料进行形貌、结构和电化学性能的表征,并利用紫外可见光谱（UV-vis）探究了BNC在PB合成过程中的促进作用。复合电极电化学安培检测用L-半胱氨酸（L-cys）的,发现该电极表现出检出限低、灵敏度高、选择性好、线性范围宽和抗干扰性好等特点。复合电极分别用于检测市售药片、牛血清及人尿液中L-cys来探究其实用性并获得了较好的回收率。2、通过一步水热法合成了碳掺杂氧化钒（V2O3-C）,将其固定于GF表面形成V2O3-C/GF。利用V2O3-C对Fe3+/Fe（CN）63-反应的促进作用,在V2O3-C/GF表面原位生成PB纳米粒子从而形成复合电极V2O3-C@PB/GF。利用XRD、FT-IR、Raman、XPS、SEM、TEM等技术以及电化学工作站对电极材料进行结构和形貌的表征以及电化学性能的测试,使用Uv-vis证明V2O3-C对PB合成过程的促进作用。然后将条件优化后的V2O3-C@PB/GF复合电极用于电化学安培检测药物分子异烟肼（INZ）,表明电极具有低检出限、高灵敏度、宽线性范围、强抗干扰性以及良好的实用性等优点。3、利用化学沉淀法合成前驱体Co Co-PBA纳米立方体,掺入Sn4+后于空气中热解形成中空多孔的Sn Co Ox,将其通过超声固定在GF上形成复合电极Sn Co Ox/GF。通过表征技术表征材料的结构、形貌和电化学性能。最后将Sn Co Ox/GF复合电极用于电化学检测药物分子氯氮平（CLZ）,结果显示复合电极拥有较好的电催化性能、选择性、抗干扰性、稳定性和实用性。
刘春林[2]（2021）在《基于明胶的高强度水凝胶的制备及其功能化研究》文中认为水凝胶由水和聚合物网络组成,兼具固体和离子传导的性能,在构筑柔性电子器件方面具有较大优势。目前导电水凝胶及水凝胶柔性电子设备主要由合成高分子材料制备,而合成高分子材料具有较难降解的缺点,部分降解产物甚至有毒害作用,不利于环境保护,限制了其在生物医用等领域的应用。明胶是胶原水解后的天然聚合物,其分子链中含有大量的活性官能团,具有生物降解性和生物相容性,广泛应用于生物医疗、组织工程等领域。同时明胶具有水溶性和可逆凝胶化的优点,使其成为构筑水凝胶的优良生物质材料,制备具有高强度和导电性的明胶基水凝胶有利于明胶的高值化转化并拓展其应用领域,有助于可降解柔性电子器件的可持续发展。基于此,本论文首先利用加热-盐析的方法制备兼具高强度和离子导电性的明胶基水凝胶,基于该明胶基水凝胶复合多壁碳纳米管,利用模板降解法和化学原位聚合法在其表面引入聚吡咯导电高分子层,实现具备可拉伸、自修复性的柔性明胶基水凝胶电极材料的构筑。另外,基于明胶、聚吡咯和多壁碳纳米管的水凝胶电极材料可能具有吸附Cr（Ⅵ）的作用,本论文利用水凝胶三维网络结构的多孔性,将水凝胶电极材料作为吸附剂吸附Cr（Ⅵ）,并系统研究了其吸附性能,进一步拓宽了本论文制备电极材料的应用领域。为明胶的高值化利用提供新的思路与方法。本论文主要包括以下三个方面内容:（1）以明胶和硫酸铵为主要原料,经“浸泡-加热”处理,结合“盐析”方法得到热处理-明胶/硫酸铵（H-Gel/AS）水凝胶。以力学性能和离子导电率为考核指标,考察了明胶分子质量、明胶浓度、硫酸铵溶液浓度和加热时间与温度变化等条件对制备的影响。通过扫描电镜、小角X射线散射、动态流变测试对H-Gel/AS水凝胶的形貌和结构进行表征分析。结果表明:加热会破坏Gel/AS水凝胶中的部分类三螺旋交联结构,“盐析”作用促进明胶分子链的聚集自组装,形成含有明胶分子链聚集区域和较大孔的相分离结构,进而实现明胶基高强度导电水凝胶的制备。条件优化后的H1-Gel/AS-42℃水凝胶中存在相关长度为125 nm的微相分离结构,其表观活化能从未发生相分离的90 kJ/mol增加至165 kJ/mol,说明明胶分子链聚集区使H-Gel/AS水凝胶分子链间相互作用增强。通过万能实验拉伸机、4-探针法和电化学工作站对Hl-Gel/AS-42℃水凝胶进行单轴拉伸与回复拉伸测试及电学性能表征,结果表明:该水凝胶的杨氏模量、拉伸断裂应力和撕裂能分别高达8.45 MPa、4.37 MPa、2160 J/m2,具有高强度和良好的自恢复性,在0.5 min的等待时间内几乎没有残余应变,等待30 min后便可以基本恢复。H1-Gel/AS-42℃水凝胶在室温下显示出5 S/m的高离子电导率,比Gel/AS水凝胶0.0508 S/m的离子电导率提高接近100倍,表明该明胶基水凝胶还具有在应变传感器领域应用的潜力。（2）为增强H-Gel/AS水凝胶的导电性能及拓展在柔性电子设备中的应用,采用明胶、吡咯和多壁碳纳米管作为主要原料,利用“盐析”效应、模板降解法和化学原位聚合法在H-Gel/AS水凝胶上共同作用制备了规则排列的聚吡咯导电高分子层,得到了具有褶皱结构的明胶/多壁碳纳米管-聚吡咯水凝胶（Gelatin/MWCNTs-PPy）水凝胶电极材料。以力学性能和导电率为考核指标,考察了吡咯浓度、吡咯聚合时间、硫酸铵溶液浓度和是否添加多壁碳纳米管等因素对制备条件的影响。使用拉曼、扫描电镜和超景深等仪器对Gelatin/MWCNTs-PPy水凝胶进行结构分析。研究结果表明吡咯在热处理-明胶/硫酸铵-多壁碳纳米管复合（H-Gel/AS-MWCNTs）水凝胶表面原位聚合时生长成规则排列的聚吡咯纳米管,逐渐形成聚吡咯薄膜均匀分布在其表面并与之结合紧密,经硫酸铵溶液处理后,在不使用预拉伸方法的情况下,便可在Gelatin/MWCNTs-PPy水凝胶表面形成独特的褶皱结构,接触角为32°,具有较好的亲水性,增加了电极/电解质界面的表面积。使用万能实验拉伸机和4-探针法对Gelatin/MWCNTs-PPy水凝胶的单轴拉伸与回复拉伸测试及导电率进行表征,测得其杨氏模量、拉伸断裂应力、撕裂能分别可达5.1 MPa、3.89 MPa、1814 J/m2,导电率高达11.42 mS/cm。在25%拉伸应变下,经500次循环拉伸后仍具有低滞后性并可以完全恢复,并且在100%拉伸应变下,不同等待时间的加载-卸载曲线中显示出较少的残余应变和良好的抗疲劳性。在拉伸应变达到200%时,具有褶皱结构的Gelatin/MWCNTs-PPy水凝胶的电导率下降幅度较小。通过I-t和EIS、CV、GCD测试对Gelatin/MWCNTs-PPy水凝胶电极进行表征,结果表明:Gelatin/MWCNTs-PPy水凝胶组装成柔性传感器可以同时检测拉伸、弯曲和扭转应变,并具有较好的频率响应性、电稳定性和灵敏度。Gelatin/MWCNTs-PPy水凝胶作为单电极工作时,其质量比电容达到230 F g-1,5000次GCD循环后电容保持率为98%。Gelatin/MWCNTs-PPy水凝胶与PVA-H3PO4固态电解质组装成柔性对称固态超级电容器,该固态超级电容器质量比电容达到75 F g-1,5000次GCD循环后电容保持率为98%,并在不同的弯曲角度下都可以保持较高的比电容。同时,Gelatin/MWCNTs-PPy水凝胶具有良好的自愈合性能,受到损伤后,只需加热步骤便可再次恢复,愈合后力学性能和电化学性能几乎没有变化。（3）基于多壁碳纳米管/明胶骨架（Gelatin/OMWCNTs）以及聚吡咯导电层赋予该水凝胶对Cr（Ⅵ）具有吸附性能的特点,通过进一步改性Gelatin/MWCNTs-PPy 水凝胶制得Cr（Ⅵ）吸附剂（Gelatin/OMWCNTs/PPy）;并以溶液中Cr（Ⅵ）的去除率为优化指标,考察Cr（Ⅵ）溶液pH、Cr（Ⅵ）溶液初始浓度、OMWCNTs含量和吸附剂用量对Cr（Ⅵ）吸附性能的影响。结果表明:在Cr（Ⅵ）浓度为100 mg/L的溶液中,pH为2时,对溶液中Cr（Ⅵ）的去除率高达99.3%,最大吸附容量为157.29 mg/L。使用扫描电镜、X射线衍射、激光拉曼等仪器对其结构进行表征,表明在吸附剂内部,OMWCNTs与明胶分子链形成互穿网络,使吸附剂中的吸附活性位点增多,更多的含氧官能团暴露可用于吸附Cr（Ⅵ）,并且吡咯在Gelatin/OMWCNTs骨架表面原位聚合。通过间歇吸附方式研究去除水体中Cr（Ⅵ）,利用溶胀动力学、吸附动力学、吸附热力学并建立吸附等温模型对Gelatin/OMWCNTs/PPy吸附剂的吸附性能和原理进行研究。结果表明:该吸附剂在50 min时溶胀率达到306%。吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附过程属于化学吸附,主要通过聚吡咯中掺杂的Cl-离子与Cr2072-发生离子交换而实现。吸附过程分三步进行,以膜扩散为主。吸附等温平衡线符合Langmuir等温模型,表明温度升高对吸附过程有利。热力学参数ΔG0为负值表明吸附是自发过程,ΔH0为正值,表明该吸附过程为吸热反应。Gelatin/OMWCNTs/PPy吸附剂与其他聚吡咯基生物质吸附剂对比具有一定优势,并对环境无污染,在吸附Cr（Ⅵ）领域具有良好的应用前景。
贾赫男[3]（2020）在《锰氧化物/碳材料复合电极的制备及电化学性能研究》文中指出锰氧化物因其具有高理论比容量,储量丰度高和环境友好等特征,在超级电容器领域广受关注,但较低的能量密度限制了其进一步发展。根据公式E=0.5CV2可知,能量密度的提升可以从提升比电容值和拓宽工作电压区间两个方面入手。尽管纳米化以及碳材料复合可以改善锰氧化物电极的比电容值,但团聚现象导致实际有效的比表面积较小,实际容量与理论比电容值相差甚远。而且,传统碳材料复合界面连接模式仅靠范德华力或静电吸附,界面连接面积小,结合较弱,内阻仍较高,对锰氧化物电极的比电容值提升有限。虽然现在锰氧化物电极工作电压窗口可以突破0-1V局限,但是需大幅度牺牲其比电容值,因此制约了其能量密度的进一步提升。基于此,本文提出了Mn-O-C键界面连接辅助制备高性能锰氧化物/碳材料复合电极的新方法,借助多层中空结构或自支撑结构解决易团聚难题,通过表面氧空位或等离子体辅助,来实现锰氧化物和碳材料界面处的Mn-O-C键连接,突破锰氧化物/碳材料复合电极界面连接面积小、阻抗高、结合力弱的瓶颈,揭示了Mn-O-C键界面连接结构对连接阻抗的影响机制,提高复合电极比电容值和稳定性。而且,Mn-O-C键构建的紧密连接的锰氧化物/石墨烯量子点异质界面处形成了内建电场,揭示了界面处内建电场随费米能级的变化规律,实现了比电容值和电压窗口的共同提高,显着提升了锰氧化物复合电极的能量密度。提出了一种多层中空结构锰氧化物制备的新方法,通过Mn CO3微米颗粒和KMn O4之间的反应制备中空Mn O2微米颗粒,提升了锰氧化物电极的有效比表面积,实现锰氧化物电极比电容值的提升。研究表明,Mn O2微米颗粒完美保持了模板的形貌,调控反应参数,Mn O2微米颗粒的层数可以从一层增加至三层。多层结构显着增加了电化学活性位点,电荷转移电阻为3.15Ω,最高比电容值为608 F/g,5000次循环后,保留初始值的65%。组装非对称电容器,最高能量密度可达55 Wh/kg。为进一步突破该方法在更多层结构制备上的局限性,同时改善颗粒电极在循环中性能损失的问题,进一步提升电极的稳定性,采用模板煅烧转化法实现了四层Mn3O4空心球的制备,电荷转移电阻为2.45Ω,同时展现出显着提升的稳定性,5000次循环后电容可保留～80%。为了改善复合电极界面连接面积小、阻抗高的问题,提出了氧空位辅助Mn-O-C键连接制备Mn3O4空心球/石墨烯复合电极的新策略,提升电极的导电性和稳定性。结果表明,氧空位作为正电中心捕获负电的羟基官能团,促进石墨烯和Mn3O4空心球之间Mn-O-C化学键的形成,加快界面电子传输,促进界面点接触向面接触转变。界面处Mn-O-C化学键可降低电荷转移电阻（1.1Ω）,促进氧化还原反应,提高比电容值,最大比电容值可达802 F/g。石墨烯作为缓冲材料,提升了整体电极的稳定性,10000次循环后的电容可保持90%以上。组装成非对称电容器,最高能量密度可达72.3 Wh/kg。为了进一步减小复合电极和集流体之间的连接阻抗和增加复合电极界面结合强度,提出了等离子体辅助Mn-O-C键连接制备自支撑结构锰氧化物/碳材料复合电极的新模式。首先,采用等离子体辅助制备了具有自支撑结构的介孔CNTs-Mn O2纳米片,借助自支撑结构优势将电荷转移电阻降低至0.8Ω。引入金属Co催化生长的CNTs,将二维纳米片拓展为三维空间交联的网状结构,提高了Mn O2纳米片的导电性,防止了纳米片的聚集和塌陷,最高比电容值可达到1131 F/g,10000次循环后性能损失5.6%,主要是由于碳材料的脱落产生。随后,针对自支撑复合电极锰氧化物和碳材料界面结合较弱的问题,采用等离子体辅助实现了自支撑结构石墨烯-Mn O2颗粒纳米片的原位制备,有效利用了原位形成的Mn-O-C键提高复合电极的界面结合强度,提高体系的稳定性。同时,石墨烯的引入阻碍纳米颗粒的团聚,增加体系的导电性,表现出优异的电容性能,比电容值最大可达到1176 F/g,10000次循环后性能只损失1.9%。提出了Mn-O-C键辅助制备异质结构复合电极拓宽电极工作电压区间的新策略来进一步提升电极能量密度,采用等离子体辅助原位制备自支撑结构Mn O2/石墨烯量子点（GQDs/Mn O2）异质结构电极,阐明了异质结构内建电场对电极材料工作电压区间的影响机理。结果表明,GQDs优化电荷传导路径,其丰富的边缘结构为电化学过程提供了活性位点。在1 V的电压区间下,GQDs/Mn O2的比电容值相比于原始Mn O2提升了～700 F/g（1094 F/g）。此外,Mn-O-C键促进异质结构的形成,界面处产生的内建电场与外电场电势相反,GQDs/Mn O2的工作电压可拓宽到1.3 V,在1.3 V下,比电容值进一步增加到1170 F/g。以GQDs/Mn O2为正极,N掺杂的石墨烯为负极组装非对称器件,最高能量密度可达到118 Wh/kg。
丁俊杰[4]（2020）在《双连续空心玻璃微珠/环氧树脂固体浮力材料的制备与性能》文中提出空心玻璃微珠（HGM）/环氧树脂基复合泡沫材料具有低密度、高强度和高模量、高比强度和比刚度等特点,是制造深海探测、石油开采、舰艇船舶等海洋装备的重要的浮力材料。然而,目前复合泡沫材料均匀性较差、材料机械性能较低、材料内部气孔缺陷、微珠与基体界面较差及增强相难以均匀分散等问题,严重影响材料的综合性能,因此,制备均匀的、无气孔缺陷的高性能复合泡沫材料具有重要意义。本文提出了一种采用树脂传递模塑法制备双连续HGM/环氧树脂基复合泡沫材料的制备方法,解决了材料中基体气孔无法排除、材料均匀性较差以及增强相强化效果不佳等问题,系统研究了复合泡沫材料的微观结构及综合性能,揭示了材料的增强相的混杂强化机理及断裂损伤机理。采用堆烧法制备HGM多孔陶瓷,HGM多孔陶瓷密度随烧结温度和微珠真实密度的增大而增大,开气孔率随温度的升高呈现先降低后升高的趋势,当烧结温度为700℃,保温时间1h,微珠完好且开气孔率最低,约为～35vol%。根据Stokes定律,以聚丙烯酰胺作为增稠剂提高HGM水基浆料粘度,降低HGM上浮速率,制备均匀、稳定和流动性良好的HGM水基浆料。通过凝胶注模工艺,成功制备固相含量在30%～55vol%范围内变化的HGM多孔陶瓷。HGM多孔陶瓷压缩强度随烧结温度和致密度的升高而增大,相对压缩强度随相对密度的增大而增大,其变化规律和Gibson和Ashby提出的幂函数关系相同。以HGM多孔陶瓷作为预制体,采用树脂传递模塑法制备具有双连续结构的HGM/环氧树脂基复合泡沫材料,HGM体积分数为30-65vol%之间。系统研究了HGM种类及含量与复合材料密度、力学性能及吸水率等性能的影响,揭示了复合材料的断裂及吸水机理。结果表明,复合材料密度为0.567g/cm3～1.002g/cm3,且实测密度与理论密度基本相同,通过微观形貌观察,材料内部无基体气孔存在。复合泡沫材料密度、压缩强度、弯曲强度随HGM含量的增加而降低。压缩载荷作用下,微珠破碎、环氧树脂基体断裂以及微珠与基体间界面破坏是复合材料失效的主要原因,水分子对HGM及HGM/环氧树脂基复合材料界面的侵蚀是吸水率升高及力学性能下降的主要原因。为研究不同形态增强相对复合泡沫材料的增强效果及增强机理,以石墨烯（GO）、碳纳米管（CNTs）和原位纳米SiO2颗粒作为增强相,改善复合材料的性能。采用冷冻干燥工艺制备了体积分数为～58vol%的GO及CNTs片层结构/HGM复合预制体,通过树脂传递模塑法制备GO及CNTs增强复合泡沫材料。结果表明,在冰晶的作用下,HGM预制体中的GO及CNTs呈片层分布状态,无团聚现象。复合材料密度随GO及CNTs含量增加而增加,压缩强度提高了13.35%和24.52%,增强机理为GO和CNTs改善了树脂基体的强度,同时CNTs提高了HGM与树脂间界面结合强度。由于GO对水分子的阻隔作用以及CNTs的疏水作用,降低了复合材料的吸水率。最后,采用真空浸渍法将SiO2溶胶渗入HGM体积分数为65vol%的HGM预制体中,经常压干燥法成功制备了原位纳米SiO2/HGM预制体,通过调节硅溶胶中无水乙醇含量可实现对预制体中纳米SiO2含量的调控,采用VARTM制备原位纳米SiO2颗粒增强HGM/环氧树脂基复合泡沫材料。材料密度最高为0.721g/cm3,增加5.41%,压缩强度为107.5MPa,提高29.1%。均匀分散的纳米SiO2颗粒提供较大的界面,提高了断裂功,同时阻碍了环氧树脂大分子链的运动和裂纹的扩展,另一方面纳米SiO2提高了HGM表面粗糙度,提高了环氧树脂与HGM间的界面结合强度,进而提高了HGM/环氧树脂基复合材料的力学性能。
白艳松[5]（2020）在《钠离子电池硅酸铁钠正极材料的制备、改性及储钠性能研究》文中认为钠过渡金属硅酸盐材料中,由于Na2FeSiO4具有开放的三维（3D）空间晶体结构、良好的热稳定性、高的理论可逆比容量(276 mAh g-1)和突出的经济效益（铁元素在地壳中含量丰富）等特点,作为钠离子电池的正极材料受到了人们的广泛关注。但是,Na2FeSiO4正极材料通常表现出放电可逆比容量低、电子电导率差和循环性能不佳等问题,极大地限制了它们在钠离子电池中的应用。为了解决Na2FeSiO4正极材料存在的固有缺点,本论文研究了该材料的制备工艺和合成路线,系统探讨了该材料的晶型结构对其电化学性能的影响、电极反应过程动力学和提高材料电化学性能的方法,成功制备出了首次放电可逆比容量高、循环性能好和倍率性能优良的Na2FeSiO4/C正极材料,为制备适合商业化应用的钠离子电池Na2FeSiO4正极材料提供重要支撑。（1）采用溶胶-凝胶合成方法,在不同煅烧温度下成功制备出了Na2FeSiO4/C正极材料。通过FESEM、TEM、N2吸脱附曲线、FITR和电化学测试等研究手段,探讨了不同煅烧温度对于Na2FeSiO4/C正极材料微观形貌、粒径分布、晶体结构和电化学性能的影响,得到了Na2FeSiO4/C正极材料最优的合成工艺路线。550 oC、600 oC和650 oC下制备样品都呈现出类球形形貌,随着煅烧温度的升高,材料的结晶度越来越高,且600 oC下制备样品球形度较好,比表面积最大(0.35cm3 g-1),纯度较高,没有出现Na2Si O3、钠的氧化物或铁的氧化物等杂质。0.1 C放电倍率下,600 oC制备样品呈现出较好的首次可逆比容量(122.7 mAh g-1),循环100次后,可逆比容量为58.5 mAh g-1,容量保持率为47.7%。（2）利用电化学诱导相变方法,通过具有正交晶系、C2221空间群的Na2FeSiO4/C正极材料在首次充电过程中的晶体结构重排,制备出了具有正交晶系、Pb21a空间群的Na2FeSiO4/C正极材料。通过XRD和非原位XRD测试表明,C2221-Na2FeSiO4/C正极材料在首次充电完成后C2221结构完全转变为Pb21a结构,且该结构在后续的充放电过程中晶体结构保持稳定。同时,C2221结构转变为Pb21a结构后,单位晶胞体积由382.9214（3）?3增大为562.32659（2）?3,形成了更有利于Na+快速传输的离子通道,从而使得Pb21a-Na2FeSiO4/C正极材料具有更好的循环稳定性(100次循环后可逆比容量为67 mAg–1,容量保持率为57.3%)。（3）采用电化学分析方法（EIS和GITT）,通过构建与电极反应过程相适应的等效电路,系统研究了Na2FeSiO4正极材料的电极反应过程动力学,得到了Na+嵌入/脱出的电化学动力学一系列的动力学参数（如电荷转移阻抗、表面膜阻抗、双电层电容和沃伯格阻抗等）,以及这些动力学参数在首次充放电过程中随Na+嵌入/脱出的变化趋势。开始充电后,电极的Rct较大（2810Ω）,电极反应速率受电荷转移阻抗控制;随着充电的进行,Rct迅速减小,电极反应过程的动力学主要受Na+在主体材料中的扩散速率控制。另外,通过EIS和GITT计算获得的Na+扩散系数(DNa+)在Na+嵌入/脱出过程变化趋势一致,且第二次充电过程的Na+扩散系数(10-13-10-12数量级)大于首次充电过程的DNa+(10-14-10-13数量级),表明经过电化学活化后,Na+在Na2FeSiO4电极中的嵌入/脱出动力学增强。（4）针对Na2FeSiO4正极材料电子、离子电导率差等问题,通过在材料制备过程调控Na2FeSiO4的微观形貌、阳离子Ni2+在Na2FeSiO4晶体结构中的Fe位掺杂以及构建具有高导电性能的三维（3D）多孔碳骨架,从而成功制备了具有特殊“蜂窝状”三维空间结构和高储钠性能的Ni掺杂Na2FeSiO4/正极材料。该材料通过Ni元素取代和高导电性多孔碳骨架二者的协同效应,使得Na2FeSiO4作为钠离子电池的正极材料具有快速的离子传输通道、高的电子/离子电导率和理想的Na+扩散速率。同时,第一性原理计算表明,掺杂Ni的Na2FeSiO4正极材料的带隙能和钠离子迁移能垒与未掺杂的Na2FeSiO4相比都有所下降,倍率性能有很大提高。在0.1 C放电倍率下,3%Ni掺杂的正极材料的首次放电可逆比容量为197.5 mAh g-1,100次循环后,放电比容量为166.9 mAh g-1,容量保持率为84.4%。（5）针对Na2FeSiO4正极材料放电倍率性能差、放电电压低等问题,采用溶胶-凝胶法,通过Co元素在Na2FeSiO4晶体结构中的Fe位掺杂,成功制备出了不同Co掺杂量的Na2Fe1-xCoxSi O4/C正极材料。通过一系列的测试技术手段（如XRD、FESEM、TEM、XPS、ICP、FTIR、EIS等）,系统研究了Co掺杂量对于Na2FeSiO4/C微观形貌、粒子大小、晶体结构和电化学性能的影响。当Co掺杂量为4%时,样品活性粒子具有较好的球形形貌,且活性纳米粒子分散均匀,具有层次多孔结构。在0.1 C放电倍率下,首次放电可逆比容量为173.8 mAh g-1,样品与未掺杂样品的放电电压平台相比有一定提高（△0.26 V）。同时,在较高放电倍率下（2 C）,放电可逆比容量为135.8 mAh g-1。
郭文磊[6]（2020）在《原位合成柔性碳纳米管基复合薄膜材料的结构设计及电化学性能研究》文中进行了进一步梳理太阳能、风能等在供能时间上的不连续性和柔性电子器件对续航、力学特性方面的新要求,促进了锂/钠离子电池和超级电容器等电化学储能技术的迅速发展。一维碳纳米管以其突出的导电和力学特性,在储能电极材料这一关键技术领域占有重要的地位;但其容量偏低,需要负载各种高容量的活性材料,共同构建柔性自支撑碳纳米管复合薄膜电极,才有可能被广泛应用。然而,碳纳米管表面强烈的化学惰性和疏水特性,严重阻碍了活性材料的有效负载,是获得高性能碳纳米管复合材料的主要难题。常规碳纳米管表面改性方法往往会对碳纳米管原始结构产生破坏,降低其导电和力学性能。本论文利用异相成核机理,在化学气相沉积合成碳纳米管的过程中引入各种活性物质前驱体,原位连续制备碳纳米管复合薄膜材料,解决了碳纳米管薄膜上负载活性物质难的问题,提高了复合材料的面密度,同时避免了对碳纳米管原始结构的破坏。论文在分别合成硅氧化物、二氧化钛、氧化石墨烯与碳纳米管复合三类基础体系薄膜电极后,又以硅氧化物/碳纳米管膜为模板,设计原位转换反应,实现了对碳纳米管复合材料基础体系的拓展,制备了硅酸盐和硫化物碳纳米管复合薄膜两类衍生材料。上述材料均继承了碳纳米管薄膜优异的力学柔韧性和高效的三维网络导电能力,使复合材料薄膜电极具有良好的倍率性能和循环稳定性。具体研究内容如下:（1）石墨烯具有较高的比表面积,设计将其引入前驱体溶液,使之与碳纳米管发生原位结合,设计制备了氧化石墨烯碳纳米管复合薄膜（rGO/CNTs）。本工作中,通过拓宽引入源,利用二次无机分子与碳纳米管的随机复合,保留了碳纳米管自身结构的同时,通过石墨烯的引入提升复合材料的比表面积,对于超级电容器电极材料领域碳纳米管复合材料地改性有值得借鉴的意义。（2）以正硅酸乙酯为硅源,利用硅氧基团的低温活性,在碳纳米管（CNTs）生长初期完成两者的原位结合,一步法制备硅氧化物碳纳米管复合薄膜材料（SiOx/CNTs）,重点研究了SiOx/CNTs内部的三维导电网络和均匀的硅氧化物包覆层与复合材料电化学性能的关系。研究表明,SiOx/CNTs薄膜在应力作用下,能够承受约30%的应变,相较于同类硅基类材料具有优异的抗拉伸特性,表现出良好的柔韧性。SiOx/CNTs薄膜作为锂离子电池负极材料,在2 A g-1的电流密度下循环500次后,比容量仍保持约441 m Ah g-1,具有很好的倍率性能和循环稳定性。（3）针对硅氧基团与碳纳米管键合较强,导致硅氧化物包覆层过于致密,SiOx/CNTs容量逐渐释放的问题,以钛酸四丁酯为钛源,利用钛氧基团与碳纳米管较弱的作用力,在碳纳米管生长中期完成两者的原位结合,一步法制备了二氧化钛碳纳米管复合薄膜材料（TiO2/CNTs）。研究表明,该复合薄膜同样继承了碳纳米管的力学特性和高度互联的三维导电网络,可直接作为锂/钠离子电池负极。且因为混合晶型结构的设计,赋予了材料良好的结构稳定性,将其用作锂离子电池负极材料时,显示出约330 m Ah g-1@100 m A g-1的比容量,且在2 A g-1的大电流密度下循环200次后,容量仍能维持平稳。（4）出于对氧化物碳纳米管基础体系的拓展,针对当前高容量的非氧化物类二次材料与碳纳米管复合这一难题,提出原位转化的思路,利用基础体系材料的氧化物包覆层,设计反应将其转化为所需高容量二次材料,实现高负载的同时,最大限度维持碳纳米管原有结构,保持薄膜力学柔韧性。通过原位转化,制备了硅酸钴镍碳纳米管和硫钴镍碳纳米管复合薄膜这两类衍生体系材料。优化溶液动力学和晶型等参数,获得了具有良好的电化学性能的电池电极材料。其中,将硅酸钴镍碳纳米管用于锂离子电池电极材料时,显示出453.4 m Ah g-1@2 A g-1的比容量;将硫钴镍碳纳米管用于钠离子电池电极材料时,则具有502 m Ah g-1@0.1A g-1的比容量;在同类型材料中,都处于较优水平;中间模板法这一设计思路,有效启发了类似高容量非氧化物类材料与碳纳米管的结合工作。
胡兵兵[7]（2020）在《超级电容器钒基电极材料的研究》文中指出超级电容器通常具有与电池互补的电荷存储特性,拥有比功率大、寿命长等优点,但较低的比能量制约了其发展。由于赝电容材料可通过类似电池的氧化还原反应来储存能量,且充放电速率可与双电层电容器媲美,故被认为是一种较佳的储能材料。随着纳米材料的发展,众多赝电容材料相继得到开发。其中,钒基材料因具有不同的结构、化学组成、多种价态和较高的储能容量,为新型超级电容器的发展提供了可能性。但导电性差、反应活性低、结构不稳定等缺点,限制了大多数钒基化合物在超级电容器中的应用。因此,通过导电性碳材料复合、稀土金属离子掺杂、多元异质钒基化合物构建、可控合成微纳米结构等改性策略,以提高钒基材料在超级电容器中的储能性能显得尤为重要。本论文研究了高储能性能钒基材料的简易、低成本的制备方法,并重点研究了钒基材料的结构、组成、微观形貌及电化学性能。此外,还讨论了各种类型的钒基材料的储能机理、材料改性策略对储能性能的影响;评估了合成材料在超级电容储能设备中的应用。主要工作及研究成果如下:（1）以一种简易的溶胶-凝胶法和滴涂法直接在导电玻璃ITO上制备了一种无粘结剂的V2O5@GO薄膜电极（VG）。优化复合比例后,发现层状褶皱结构的VG8复合薄膜电极具有最佳的电化学性能,在电流密度为1 A g-1时,展现出397 F g-1的放电比容量,经2000次充放电循环后容量保持率仍为98%,远优于纯V2O5薄膜电极的性能。这主要受益于尺寸约为2～5 nm V2O5纳米颗粒均匀地镶嵌在二维GO纳米片层中,暴露更多的活性位点,同时GO可防止V2O5在充放电过程中的体积膨胀。此外,对称超级电容器VG8//VG8在功率密度为250 W kg-1时,能量密度可达17.7 Wh kg-1。（2）以层间距较大的V2O5.n H2O为研究对象。采用La3+掺杂进一步增加V2O5.n H2O的层间距离,稳定层状结构。同时,利用氧化乙炔黑（OAB）改善材料的外层导电性。分析研究了La3+掺杂量和OAB引入量对复合材料微观结构和电化学性能的影响,结果表明多层网状结构的20%La-VOH@OAB-4薄膜电极在电流密度为1 A g-1时,放电容量可达612 F g-1;当电流密度增大10倍,容量保留率为81.1%。通过相似的溶胶-凝胶法制得Fe2O3@rGO薄膜作为负极,表现出366 F g-1的放电比容量。通过动力学分析分别探讨了20%La-VOH@OAB-4正极和Fe2O3@rGO负极的储能机理和电容贡献分布,结果表明总容量更受表面电容贡献控制。20%La-VOH@OAB-4//Fe2O3@rGO非对称超级电容器的电压可达1.7 V,当功率密度为850 W kg-1时,能量密度可达56.3 Wh kg-1。（3）通过溶胶-凝胶法制备无粘结剂VOPO4薄膜电极,以植酸、GO和聚苯乙烯分别作为磷源、碳源和模板,在适当温度下煅烧后,得到具有多孔蜂巢状结构的MP-VOPO4@rGO复合薄膜电极。改善离子扩散和加速电子传递的合理双策略设计,使合成材料能够实现类电池储能容量和类碳基电容器的倍率性能。在电流密度为1 A g-1时,可获得672 F g-1的放电比容量;当电流密度增加10倍时,电容量保持率仍能达76.8%。此外,动力学特征分析发现MP-VOPO4@rGO薄膜电极的电容主要来源于表面电容控制。MP-VOPO4@rGO//MP-VOPO4@rGO对称超级电容器在1 A g-1的电流密度可放出172 F g-1的电容量,在功率密度为250 W kg-1时,能量密度可达26.3 Wh kg-1。（4）运用奥斯特瓦尔德熟化理论,采用溶剂热法,制备出微观形貌随时间演化的V2O5微球。通过石墨烯原位包覆V2O5微球,改善材料的导电性和稳定性。研究表明,反应时间和rGO含量对合成的V2O5材料的电化学性能有重要影响,条件优化后制得的Vr G-5柔性电极,在电流密度1 A g-1的放电比容量为575 C g-1。以Vr G-5和rGO作为正、负极,组装柔性Vr G-5//rGO非对称超级电容器,具有1.4 V的工作电压、237 C g-1的放电容量和46.1 Wh Kg-1的能量密度。此外,当弯曲180°时,经5000次充放电循环后仍能保持82.7%的初始容量,展现出较好的柔性性能。（5）通过两步水热法,首次成功合成了Ni Mo O4@Co3V2O8纳米棒/纳米球（NMO@CVO）杂化纳米材料。独特的微观结构与复合材料不同组分的协同效应,优化后的复合材料（NMO@CVO-8）在放电比容量和循环稳定性方面都有显着提高。在1 A g-1电流密度下的放电比容量高达357 C g-1,5000次循环后仍有89.7%的容量保持率。此外,以活性炭（AC）为负极,组装的NMO@CVO-8//AC非对称超级电容器,在1.6 V的稳定电压窗口下,功率密度为800 W kg-1时,能量密度可达46.4 Wh kg-1。
刘玉平[8]（2020）在《高介电低损耗聚合物纳米复合材料的制备与性能调控》文中指出传统的电介质材料由于其较低的介电常数、较高的介电损耗以及低的储能密度已经逐渐不能满足高速发展的电子行业对电子器件小型化、集成化、柔性化和高性能化的需求。而目前研究的两类高介电复合材料中:导电纳米粒子/聚合物复合材料仍存在着介电损耗过高、渗流阈值较小以及击穿强度极差等问题;陶瓷纳米粒子/聚合物复合材料也存在着填料浓度过大、填料相容性差以及复合材料力学性能差等问题。这些问题严重限制了它们在电介质中的实际应用。本论文以不同高介电杂化填料为核心来制备高介电低损耗聚合物纳米复合材料,通过设计合成多种结构的高介电填料,并对填料表面进行修饰改性来引入特殊界面层,从而制备具有不同表面结构的杂化填料。最后通过调控填料与聚合物基体之间的界面相互作用,从不同维度来提升复合材料的介电性能,同时在此基础上也进行了应用探索。这对于解决目前电介质材料的诸多问题有着重要的意义。本论文主要研究内容及成果如下:（1）利用溶胶-凝胶法制备了高介电陶瓷钛酸锶包覆碳纳米管的高介电杂化粉体（STO@MWCNTs）,通过控制表面活性剂用量可以实现钛酸锶在MWCNTs表面的颗粒附着、部分包覆和完全包覆。与环氧树脂复合后制备的复合材料可以在极低的填料添加量（11wt%）下,介电常数在1kHz时高达283,介电损耗仅为0.07。当填料含量为5wt%时,复合材料拥有最高的储能密度。钛酸锶在作为阻隔层有效抑制复合材料介电损耗的同时,自身的高介电性能也对复合材料的介电常数起到增益效果。（2）通过溶胶-凝胶法将钛酸钡纳米粒子附着在MWCNTs表面（B@CNTs）,然后再以原位聚合的方法将超支化聚酰胺包覆在B@CNTs表面,形成聚合物和高介电陶瓷纳米粒子复合包覆MWCNTs的核-壳结构高介电填料。最后与环氧树脂复合以制备高介电低损耗聚合物纳米复合材料。在该体系中,钛酸钡纳米粒子的引入显着提高了复合材料的介电常数。同时,超支化聚酰胺在改善复合材料的介电性能和击穿强度方面也起着重要作用。首先,超支化聚酰胺可以防止钛酸钡从MWCNTs的表面的掉落。其次,在B@CNTs表面包覆超支化聚酰胺可以有效地提高B@CNTs在环氧树脂中的分散性。最后,超支化聚酰胺可以防止MWCNT彼此接触形成导电网络,抑制局部漏电流的产生,从而有效地提高了导电填料/聚合物复合材料的击穿强度。（3）通过两步水热法合成了一维陶瓷钛酸铜钙纳米线（CCTO NWs）,然后利用硅烷偶联剂在纳米线表面引入氨基后通过原位聚合方法制备了超支化聚酰胺修饰的CCTO NWs高介电填料（HB-Pa@CCTO NWs）。所制备的复合材料比单独添加CCTO NWs的复合材料具有更高的介电常数,并且介电损耗都保持在一个较低的数值（<0.05）。以共价键方式修饰在纳米线表面的超支化聚酰胺结构中带有大量氨基和羧基,可以有效的增强纳米线和环氧树脂的相互作用,从而实现更高的界面极化、更好的填料分散性以及在聚合物基体中更低的界面缺陷。此外,HB-Pa@CCTONWs也提高了环氧树脂的击穿强度、储能密度以及力学性能。（4）在水热法成功合成CCTO NWs的基础上,通过引入锶元素合成Sr2+掺杂钛酸铜钙纳米线（SCCTO NWs）。与硅橡胶复合后所制备的复合材料表现出极低的介电损耗,并且在较宽的频率范围内有着稳定的介电常数和介电损耗。这主要是由于Sr2+的引入使得纳米线有着更规则表面形貌,从而减少了复合材料内部缺陷和空隙;另外Sr2+掺杂使得复合材料有着更大的晶界电阻,这将有效降低介电损耗,最终使得复合材料的介电性能得到很大的改善。另外,掺杂后的复合材料还具有很高的热稳定性、拉伸强度、击穿强度和能量密度。（5）将高介电陶瓷CCTO NWs引入到硅橡胶中成功制备了按压式摩擦纳米发电机（TENG）,在不需要进行复杂的表面处理的情况下,高介电常数纳米线的引入显着增强了硅橡胶薄膜的介电常数和表面电荷电位。TENG可以在极低的填料浓度（5 wt%）下输出最高电压为350 V、电流密度为0.375μA/cm2以及功率密度为40.7μW/cm2,并且可以点亮100个白色LED。此外,TENG还具有出色的稳定性和耐用性,可组装到人体运动传感器设备中用于人体能量的收集,还可以作为自供电系统为商用电容器充电。
周凯强[9]（2020）在《先进钠/锂离子电池负极的设计与表界面改性研究》文中进行了进一步梳理设计与制备新型储能材料并研究其电化学性能是能源储存器件开发的关键研究内容。过去几十年,锂离子电池（LIBs）因其高能量密度和长循环寿命而成为主流的二次储能电池。电池的能量密度主要由正负极材料性能决定,当前石墨是广泛商业化的负极材料,但存在能量密度较低和安全问题。钠离子电池（NIBs）因其原料来源丰富、廉价和高倍率性能等优势,有望成为锂离子电池的替代器件,特别是在大规模储能领域。高性能钠离子电池电极材料的开发成为储能材料的新研究焦点。转化型储钠/锂负极材料基于转化储能的电化学机理拥有高比容量的突出优势,但存在着体积变化大和较差的导电性等缺点。本论文主要围绕转化型储钠/锂负极的主要成分活性物质和粘结剂作为中心,对活性物质的微纳结构和电极表界面优化设计,解决材料的体积膨胀和电子导电性问题,揭示材料的电化学能源存储机制主要研究工作如下:第一,采用钴基金属有机框架（MOFs）作为前驱体衍生出Co3O4/Co/C纳米笼。在经过碳化和氧化之后,获得了空心十二面体的COCCNCs。COCCNCs拥有大的比表面积(183.9 m2·g-1)和均匀分布的孔径,当其作为锂离子电池负极材料时,表现出了较高的可逆容量(850 m Ah·g-1:100 m A·g-1)、优化的库仑效率、优异的倍率性能(485 m Ah·g-1:5000 m A·g-1)和出色的循环稳定性(600次循环后保持505 m Ah·g-1:2000 m A·g-1)。其表现出如此显着的储锂性能可能时因为其特殊的结构,这种结构由N掺杂石墨化的碳笼作为骨架,Co3O4（ca.9 nm）和Co（ca.5 nm）纳米晶体均匀分布在这些骨架上面。这种特殊的结构不仅可以避免循环过程中颗粒的团聚和结构动荡,而且还能够为离子和电子的快速传输提供一个稳定的导电碳网络。第二,Fe2O3空心纳米结构通过溶解-重结晶过程制备获得,再由Fe2O3空心纳米结构的相变合成了分层级Fe3O4空心纳米结构。分层级的Fe3O4空心纳米结构用作钠离子电池的负极材料,显示出良好的倍率性能和循环稳定性。对于Fe3O4负极,在50个循环后,在100 m A·g-1时可保持150 m Ah·g-1的可逆容量。分层Fe3O4的优异钠离子存储特性可以很大程度上归因于钠离子插入和提取过程中稳定的电极结构。相反,Fe2O3负极表现出高的初始放电容量(686 m Ah·g-1),但是由于电极的显着粉碎而使其循环稳定性差。第三,我们设计了锚固在还原氧化石墨烯上的碳包覆TiO2介晶的杂化材料（TiO2@C-r GO）用于提高TiO2作为钠离子电池（NIBs）负极的电化学动力学性能和容量,。此类复合纳米结构是通过简便的一步法制造的,包括在GO上原位生长TiO2中间晶体的定向自组装。TiO2@C-r GO具有非常大的表面积(279 m2·g-1)、介孔特性和单晶结构。我们还发现在低电流密度时碳包覆层可以提高TiO2电极对NIBs的容量,但是纯相TiO2的速率性能优于TiO2@C。值得注意的是,通过设计这种复合结构的材料可以同时实现改善了电化学动力学和高比容量。TiO2@C-r GO在100m A·g-1时可提供出300 m Ah·g-1的高可逆容量、优异的倍率性能和长循环稳定性(在1 A·g-1下进行1000次循环后可保持159 m Ah·g-1的稳定容量)。TiO2@C-r GO的优越的钠离子存储能力主要归因于锚固在导电石墨烯网络上的分散良好的碳包覆介孔TiO2介晶的特殊复合纳米结构,从而增强了电化学动力学,并为钠离子与材料反应提供了足够的活性位点。第四,在本章节里,我们引用了一种绿色多功能粘合剂阿拉伯胶（GA）用于制造Ni Fe2O4纳米管电极（NFNTs-GA）,从而改善NFNTs在锂/钠离子电池中的应用。首先,与NFNTs-PVDF电极相比,NFNTs-GA电极具有更好的机械性能,比如更高的摩擦系数、更好的弹性回弹力和更高的模量和硬度。其次,NFNTs-GA电极可抑制电极与电解质之间的副反应,从而在放电和充电过程中形成非常稳定且薄的SEI膜。第三,KPFM测试结果证明NFNTs-GA电极具有更合适的表面电性能和较低的电子逸出能量。因此,NFNTs-GA电极用作锂离子电池的负极材料时,其倍率性能、循环稳定性和库仑效率得到了大大提高。它在0.5 A·g-1倍率下恒流充放电500次循环后可以保留770 m Ah·g-1的稳定容量。更重要的是,当其作为钠离子电池负极时,NFNTs-GA电极具有73%的高初始库仑效率（对于NFNTs-PVDF电极而言仅为48%）和增强的电化学反应动力学,在钠离子电池的应用中具有显着优化的氧化和还原峰。第五,在这项研究中,我们提供了一种新型转化型负极材料——过渡金属硼酸盐,并发现其是一种很有潜力的钠离子存储候选材料。过渡金属硼酸盐（Fe3BO5和（Ni3BO3）2）通过便捷的溶胶-凝胶法成功制备。当它们被首次用于钠离子存储性能时,与过渡金属氧化物相比,它们具有更好的钠离子传输动力学和更高可逆容量。值得注意的是,过渡金属硼酸盐可以在脱嵌钠的过程中完全实现转化反应,并伴随着B-O配位的变化。第一性原理计算表明,与过渡金属氧化物相比,在能量上更有利于钠离子嵌入到过渡金属硼酸盐中。此外,设计并首次制备了碳包覆的硼酸盐,其显示出良好的速率能力和优异的循环稳定性。此外,Fe3BO5/Na2V3（PO4）2F3全电池具有150.1 W·kg-1的高功率密度和180.3 Wh·kg-1的高能量密度。这项研究发现了过渡金属硼酸盐是一类新的有前途的转换型钠离子电池负极材料,并证明了过渡金属硼酸盐在钠离子电池的实际应用中具有高能量/功率密度。
杨玉欣[10]（2020）在《纤维电极界面有序分形结构调控及其应用研究》文中研究表明随着可穿戴电子技术的飞速发展,柔性可穿戴器件不断突破传统平板块状结构的限制,衍生出柔性纤维、网状等更复杂的新型器件结构。其中,由于纤维结构器件具有重量轻、可弯曲、可扭转等特点,已成为国际上的热点研究领域。纤维结构器件的研究中,在纤维电极界面组装金属或者氧化物等功能材料,构筑出有序结构具有重要的科学意义。有序结构包括周期性有序和自相似有序。其中在自相似有序结构中,分形结构的研究占据重要篇幅。在纤维电极上组装破碎的、分支的多级分形结构,可以为纤维器件提供更大的比表面积,极大提高纤维器件的性能。在纤维电极上组装平滑的、均匀的功能材料,可以提高纤维器件的传输效率和柔性需求。然而,纤维电极界面存在各向异性、曲率高以及边沿效应更加显着的特点,强化了界面的非线性动力学特征,影响电极材料以及器件的结构设计。因此,对纤维电极界面的有序结构的构筑和调控具有重要意义。本工作围绕纤维界面上有序分形结构的生长、调控和应用而展开。针对电极边沿、纤维界面等高曲率界面的金属分形现象,通过引入电场驱动的定向运动修正传统的DLA分形生长模型,提出了基于电场定向运动和随机运动的分形生长机理;基于引入电场、流场等多场耦合的强化方法,开发出了三种电沉积微反应器,制备了二维薄层、一维定向阵列、三维阵列三种金属分形结构电极材料;通过在纤维和分形结构上的功能材料组装,探究纤维电极在能源器件及可穿戴集成电子织物上的应用。本论文研究内容主要包括以下几点:（1）针对微点电极高曲率边缘的二维薄层分形生长现象,通过引入离子的电场定向电迁移对DLA模型进行修正,建立并编写了Matlab的理论模型,提出了基于微点电极的二维薄层金属锰电沉积过程的分形生长机理;研究通过开发了基于气-液界面限域的电沉积微反应器,成功制备了二维薄层锰分形结构电极材料,系统考察电沉积电压、时间、金属离子浓度等外控生长条件对二维薄层锰分形结构电极的影响;同时,初步探索了锰分形结构电极在超级电容器中的应用。（2）针对纤维电极界面一维定向阵列分形生长现象,通过对一维定向阵列锰分形结构过程中趋于X轴的定向运动强度和随机布朗运动强度理论分析,建立基于定向驱动和随机布朗运动的一维定向分形生长Matlab理论模型,提出了金属锰在纤维电极上的一维定向阵列分形生长机理;研究通过开发了基于定向流场控制的薄层微反应器,成功制备了一维定向阵列锰分形结构电极材料,系统考察了电沉积电压、时间、金属离子浓度和添加剂浓度等外控生长条件对一维定向阵列锰分形结构电极形貌的影响;同时,利用原位直接氧化法在金属锰分形界面组装纳米多孔锰氧化物,制备出高性能的一维定向阵列锰分形结构超级电容器,其在放电电流为2 m A·cm-2时,面积比电容能达到653 m F·cm-2,在5000次循环后电容值仍保持初始值的81%。（3）针对纤维电极界面三维阵列分形生长现象,通过对分形结构过程中粒子的电场定向运动强度和随机运动强度的理论分析,提出了纤维电极上的三维阵列分形生长机理;研究开发了全浸入式微反应器,成功在纤维电极上生长了三维阵列镍分形结构电极材料,系统考察电沉积电压、时间等外控生长条件对三维阵列镍分形结构电极形貌的影响;同时,以超薄纳米片状NiO、纳米颗粒状活性炭作为活性材料制备出三维阵列镍分形超级电容器,其NiO//AC的非对称超级电容器比电容达到313 m F·cm-2,能量密度和功率密度分别可以达到0.1408 m Wh·cm-2和3.01 m W·cm-2。该纤维超级电容器可以弯曲并编织成能源织物,进而可以直接驱动玩具小车等商用电子设备。（4）针对纤维界面平滑均匀的金属镀层和功能氧化物膜层的调控,通过抑制纤维界面电沉积分形现象,在纤维电极上制备均匀平滑的金属镀层,系统考察了电沉积电压、时间和p H值对金属镀层的影响;通过探索纤维界面氧化物材料成膜工艺,提出了基于激光定点生长成膜的新方法,进而优化了纤维界面功能材料的组装方法,制备出了纤维基场效应晶体管,其开关比可以达到～103。此外,利用纤维结构器件可编织的优势,结合飞梭织布技术,将纤维传感器件、纤维能源器件、纤维场效应晶体管等电子元件编织成可实时监测人体运动、汗液和环境光的可穿戴集成电子织物。
二、溶胶玻璃原位合成碳纳米管的研究（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、溶胶玻璃原位合成碳纳米管的研究（论文提纲范文）
（1）普鲁士蓝基复合电极的制备及其电化学检测药物分子的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 普鲁士蓝及其类似物 |
| 1.1.1 组成和结构 |
| 1.1.2 衍生纳米材料 |
| 1.1.3 合成方法 |
| 1.1.4 电化学应用 |
| 1.2 碳材料 |
| 1.2.1 石墨毡 |
| 1.2.2 功能化碳纳米管 |
| 1.3 氧化钒 |
| 1.3.1 氧化钒的组成 |
| 1.3.2 氧化钒的合成方法 |
| 1.3.3 氧化钒的电化学应用 |
| 1.4 金属有机框架材料衍生的氧化钴 |
| 1.4.1 氧化钴的组成 |
| 1.4.2 氧化钴的合成 |
| 1.4.3 氧化钴的电化学应用 |
| 1.5 选题思路与意义 |
| 参考文献 |
| 第二章 硼氮掺杂碳纳米管@普鲁士蓝/石墨毡复合电极的制备及电化学检测L-半胱氨酸 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂 |
| 2.2.2 仪器 |
| 2.2.3 实验方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 结构形貌 |
| 2.3.2 电化学表征 |
| 2.3.3 L-半胱氨酸检测 |
| 2.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 石墨毡负载碳掺杂三氧化二钒@普鲁士蓝复合电极用作异烟肼超微安培传感器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂 |
| 3.2.2 仪器 |
| 3.2.3 实验方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料的结构形貌表征 |
| 3.3.2 材料的电化学表征 |
| 3.3.3 电化学检测INZ |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 CoCo-PBA衍生的SnCoO_x中空纳米立方体的制备及电化学检测氯氮平的性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂 |
| 4.2.2 仪器 |
| 4.2.3 实验方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 材料的结构形貌 |
| 4.3.2 材料的电化学表征 |
| 4.3.3 电化学检测CLZ |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 硕士期间研究成果 |
| 致谢 |
（2）基于明胶的高强度水凝胶的制备及其功能化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 明胶 |
| 1.2.1 明胶概述 |
| 1.2.2 明胶制备工艺 |
| 1.2.3 明胶结构 |
| 1.2.4 明胶理化性能 |
| 1.3 明胶水凝胶 |
| 1.3.1. 水凝胶的概述 |
| 1.3.2 明胶水凝胶概述 |
| 1.3.3 明胶水凝胶凝胶化机理概述 |
| 1.4 不同网络结构的明胶基水凝胶 |
| 1.4.1 双网络明胶基水凝胶 |
| 1.4.2 互穿网络明胶基水凝胶 |
| 1.4.3 明胶纳米复合网络水凝胶 |
| 1.5 不同功能化明胶基水凝胶 |
| 1.5.1 明胶自愈合水凝胶 |
| 1.5.2 明胶形状记忆功能水凝胶 |
| 1.5.3 导电明胶基水凝胶 |
| 1.6 基于明胶的重金属离子的吸附材料 |
| 1.6.1 明胶基水凝胶吸附材料的研究进展 |
| 1.6.2 Cr(Ⅵ)概述及基于明胶的Cr(Ⅵ)吸附材料 |
| 1.7 课题的研究意义及主要研究内容 |
| 1.7.1 课题研究意义 |
| 1.7.2 主要研究内容 |
| 1.8 研究技术路线 |
| 2 明胶基高强度导电水凝胶的制备及性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验主要材料 |
| 2.2.2 实验主要仪器 |
| 2.2.3 聚丙烯酰胺水凝胶的制备 |
| 2.2.4 H-Gel/AS水凝胶的制备 |
| 2.2.5 H-Gel/AS水凝胶制备的条件优化 |
| 2.2.6 H-Gel/AS水凝胶的力学性能、结构和导电率的测试与表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 H-Gel/AS水凝胶制备的条件优化 |
| 2.3.2 H-Gel/AS水凝胶的结构表征 |
| 2.3.3 H-Gel/AS水凝胶的自恢复性及电学性能研究 |
| 2.3.4 H-Gel/AS水凝胶的高导电性及高强度 |
| 2.3.5 相分离提高水凝胶离子导电性的普适性 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 自愈合高强度明胶基水凝胶电极的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验主要材料 |
| 3.2.2 实验主要仪器 |
| 3.2.3 Gelatin/MWCNTs-PPy水凝胶的制备 |
| 3.2.4 Gelatin/MWCNTs-PPy水凝胶制备的条件优化 |
| 3.2.5 Gelatin/MWCNTs-PPy水凝胶的测试与表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Gelatin/MWCNTs-PPy水凝胶制备的条件优化 |
| 3.3.2 Gelatin/MWCNTs-PPy水凝胶的结构分析 |
| 3.3.3 Gelatin/MWCNTs-PPy水凝胶自恢复性能分析 |
| 3.3.4 Gelati/MWCNTs-PPy水凝胶的电化学性能分析 |
| 3.3.5 Gelatin/MWCNTs-PPy水凝胶组装为柔性传感器的电化学性能 |
| 3.3.6 Gelatin/MWCNTs-PPy电极材料的自修复性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 Gelatin/OMWCNTs/PPy吸附剂对Cr (Ⅵ)的吸附性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验主要材料 |
| 4.2.2 实验主要仪器 |
| 4.2.3 Gelatin/OMWCNTs/PPy吸附剂的制备 |
| 4.2.4 Gelatin/OMWCNTs/PPy吸附剂制备的条件优化 |
| 4.2.5 Gelatin/OMWCNTs/PPy吸附剂的测试与表征 |
| 4.2.6 Gelatin/OMWCNTs/PPy吸附剂吸附性能的测试与表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Gelatin/OMWCNTs/PPy吸附剂的制备条件优化 |
| 4.3.2 Gelatin/OMWCNTs-PPy吸附剂的结构表征 |
| 4.3.3 Gelatin/OMWCNTs/PPy吸附剂的吸附溶胀动力学分析 |
| 4.3.4 Gelatin/OMWCNTs/PPy吸附剂吸附动力学分析 |
| 4.3.5 Gelatin/OMWCNTs/PPy吸附剂吸附热力学分析 |
| 4.3.6 Gelatin/OMWCNTs-PPy吸附剂的吸附热力学参数 |
| 4.3.7 与其他同类吸附剂性能比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论及创新点 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 本研究方向的展望与设想 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（3）锰氧化物/碳材料复合电极的制备及电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 超级电容器的发展历史 |
| 1.3 锰氧化物的储能机理 |
| 1.4 锰氧化物电极的合成策略 |
| 1.4.1 硬模板法 |
| 1.4.2 软模板法 |
| 1.4.3 无模板法 |
| 1.5 锰氧化物电化学性能的改性策略 |
| 1.5.1 构筑微纳电极 |
| 1.5.2 导电材料界面结合 |
| 1.5.3 异质界面 |
| 1.5.4 空位缺陷 |
| 1.5.5 拓宽窗口电压 |
| 1.6 课题主要研究内容 |
| 第2章 试验材料、设备及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.3 组织结构分析方法 |
| 2.4 电容器电化学性能测试 |
| 2.4.1 电极片的制作 |
| 2.4.2 电化学性能测试 |
| 第3章 中空多层结构锰氧化物电极的制备及电化学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多层MnO_2微米颗粒的制备及电化学性能研究 |
| 3.2.1 MnCO_3立方颗粒的合成与表征 |
| 3.2.2 多层MnO_2微米颗粒的合成与表征 |
| 3.2.3 多层MnO_2的电化学性能比较 |
| 3.3 OV-MnO_2的制备及电化学性能研究 |
| 3.3.1 OV-MnO_2的形貌表征 |
| 3.3.2 OV-MnO_2的结构表征 |
| 3.3.3 OV-MnO_2的电化学性能 |
| 3.4 四层Mn_3O_4空心球的制备及电化学性能研究 |
| 3.4.1 四层Mn_3O_4空心球的形貌表征 |
| 3.4.2 四层Mn_3O_4空心球的结构表征 |
| 3.4.3 四层Mn_3O_4空心球的电化学性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 中空多层结构锰氧化物/石墨烯复合电极的制备及电化学性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 石墨烯包覆四层Mn_3O_4空心球的合成与表征 |
| 4.3 石墨烯与Mn_3O_4空心球间化学键形成机理 |
| 4.4 Mn_3O_4-r GO-x的电化学性能表征 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 自支撑结构锰氧化物/碳材料复合电极的制备及电化学性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 垂直排列的Mn-Co-O前驱体纳米片的制备及表征 |
| 5.2.1 Mn-Co-O前驱体纳米片的形貌表征 |
| 5.2.2 Mn-Co-O前驱体纳米片的结构表征 |
| 5.3 介孔CNTs-MnO_2纳米片的制备及电化学性能 |
| 5.3.1 介孔Co-MnO_2纳米片的制备 |
| 5.3.2 介孔CNTs-MnO_2纳米片的形貌表征 |
| 5.3.3 介孔CNTs-MnO_2纳米片的结构表征 |
| 5.3.4 介孔CNTs-MnO_2纳米片的电化学性能 |
| 5.4 自支撑MnO_2颗粒/石墨烯复合电极的制备及电化学性能 |
| 5.4.1 自支撑MnO_2颗粒/石墨烯复合电极的形貌表征 |
| 5.4.2 自支撑MnO_2颗粒/石墨烯复合电极的结构表征 |
| 5.4.3 自支撑MnO_2颗粒/石墨烯复合电极的电化学性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 锰氧化物/石墨烯量子点宽电位窗口复合电极的制备及电化学性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 垂直取向GQDs/MnO_2异质结构的制备方法 |
| 6.3 垂直取向GQDs/MnO_2异质结构的形貌及结构表征 |
| 6.3.1 垂直取向GQDs/MnO_2异质结构的形貌表征 |
| 6.3.2 垂直取向GQDs/MnO_2异质结构的结构表征 |
| 6.4 垂直取向GQDs/MnO_2异质结构的电化学性能 |
| 6.5 垂直取向GQDs/MnO_2异质结构的电压窗口研究 |
| 6.6 垂直取向GQDs/MnO_2异质结构的非对称电容器性能 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）双连续空心玻璃微珠/环氧树脂固体浮力材料的制备与性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 海洋装备概述及研究现状 |
| 1.3 固体浮力材料的研究现状 |
| 1.3.1 传统浮力材料 |
| 1.3.2 无机固体浮力材料 |
| 1.3.3 复合泡沫材料 |
| 1.5 复合泡沫材料混杂强化研究现状 |
| 1.5.1 纳米颗粒增强复合泡沫材料 |
| 1.5.2 纤维增强复合泡沫材料 |
| 1.5.3 碳纳米管增强复合泡沫材料 |
| 1.5.4 石墨烯增强复合泡沫材料 |
| 1.6 本文的研究内容 |
| 第2章 实验材料与性能表征方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 材料的制备方法 |
| 2.2.1 HGM多孔预制体的制备 |
| 2.2.2 HGM/环氧树脂基复合泡沫材料制备工艺 |
| 2.3 测试方法 |
| 2.3.1 组织结构分析方法 |
| 2.3.2 性能测试方法 |
| 第3章 空心玻璃微珠多孔陶瓷的制备及性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 堆烧法制备HGM多孔陶瓷研究 |
| 3.2.1 HGM物相、成分及微观形貌 |
| 3.2.2 烧结温度对HGM多孔陶瓷物相的影响 |
| 3.2.3 烧结温度对HGM多孔陶瓷微观形貌的影响 |
| 3.2.4 烧结温度对HGM多孔陶瓷收缩率的影响 |
| 3.2.5 烧结温度对HGM多孔陶瓷密度及气孔率的影响 |
| 3.3 凝胶注模法制备HGM多孔陶瓷研究 |
| 3.3.1 HGM水基浆料流变性能研究 |
| 3.3.2 凝胶前驱体中三维网络结构的形成 |
| 3.3.3 HGM含量对陶瓷微观形貌的影响 |
| 3.3.4 HGM含量对多孔陶瓷密度及气孔率的影响 |
| 3.4 HGM多孔陶瓷压缩强度研究 |
| 3.4.1 烧结温度对多孔陶瓷压缩强度的影响 |
| 3.4.2 固相含量对多孔陶瓷压缩强度的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 HGM/环氧树脂复合泡沫材料性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 液态树脂/HGM预制体体系浸渍动力学 |
| 4.2.1 液态环氧树脂与HGM预制体的接触角 |
| 4.2.2 浸渍时间对HGM预制体毛细渗透高度的影响 |
| 4.3 双连续HGM/环氧树脂基复合泡沫材料性能研究 |
| 4.3.1 双连续HGM/环氧树脂基复合泡沫材料固化工艺 |
| 4.3.2 HGM种类及含量对复合泡沫材料密度的影响 |
| 4.3.3 HGM含量对复合泡沫材料微观形貌的影响 |
| 4.3.4 HGM种类及含量对复合泡沫材料压缩性能的影响 |
| 4.3.5 HGM/环氧树脂基复合泡沫材料压缩破坏机理研究 |
| 4.3.6 HGM含量及种类对复合泡沫材料弯曲性能的影响 |
| 4.4 HGM/环氧树脂基复合泡沫材料吸水性及压缩性能研究 |
| 4.4.1 HGM种类及制备方法对复合泡沫材料吸水率的影响 |
| 4.4.2 HGM体积分数对吸水率的影响 |
| 4.4.3 浸泡介质种类对复合泡沫材料吸水率的影响 |
| 4.4.4 浸泡时间对复合泡沫材料压缩性能的影响 |
| 4.4.5 复合泡沫材料介质侵蚀机理研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 GO及 CNTs片层结构增强复合泡沫材料制备与性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 含有明胶的HGM水基浆料流变性能研究 |
| 5.2.1 HGM固相含量对浆料流变性能的影响 |
| 5.2.2 GO含量对浆料流变性能的影响 |
| 5.2.3 温度对浆料粘度的影响 |
| 5.3 GO/HGM复合预制体研究 |
| 5.3.1 冷冻浇注设备 |
| 5.3.2 GO/HGM预制体微观形貌 |
| 5.4 GO增强HGM/环氧树脂基复合泡沫材料性能研究 |
| 5.4.1 GO含量对复合泡沫材料密度的影响 |
| 5.4.2 GO含量对复合泡沫材料压缩性能的影响 |
| 5.4.3 GO含量对复合泡沫材料弯曲性能的影响 |
| 5.4.4 GO含量对复合泡沫材料吸水率的影响 |
| 5.5 CNTs/HGM预制体研究 |
| 5.5.1 HGM预制体中CNTs含量分析 |
| 5.5.2 CNTs含量对预制体形貌的影响 |
| 5.6 CNTs增强HGM/环氧树脂基复合泡沫材料性能研究 |
| 5.6.1 CNTs含量对复合泡沫材料密度的影响 |
| 5.6.2 CNTs含量对复合材料压缩性能的影响 |
| 5.6.3 CNTs含量对复合泡沫材料弯曲性能的影响 |
| 5.6.4 CNTs含量对复合泡沫材料吸水率的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 原位纳米SiO_2颗粒增强复合泡沫材料混杂强化机理研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 原位纳米SiO_2颗粒/HGM预制体研究 |
| 6.2.1 氨水含量对二氧化硅溶胶凝胶时间的影响 |
| 6.2.2 原位纳米SiO_2颗粒/HGM预制体密度 |
| 6.2.3 原位纳米SiO_2颗粒/HGM预制体形貌 |
| 6.2.4 原位纳米SiO_2颗粒/HGM预制体比表面积 |
| 6.3 原位纳米SiO_2颗粒增强复合泡沫材料性能研究 |
| 6.3.1 树脂与原位纳米SiO_2颗粒/HGM预制体间润湿性 |
| 6.3.2 纳米SiO_2颗粒含量对复合泡沫材料密度的影响 |
| 6.3.3 纳米SiO_2颗粒含量对复合泡沫材料压缩性能的影响 |
| 6.3.4 纳米SiO_2颗粒含量对复合泡沫材料弯曲性能的影响 |
| 6.3.5 纳米SiO_2颗粒含量对复合泡沫材料吸水率的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）钠离子电池硅酸铁钠正极材料的制备、改性及储钠性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钠离子电池概述 |
| 1.2.1 钠离子电池的结构及工作机制 |
| 1.2.2 钠离子电池的特点 |
| 1.2.3 钠离子电池研究概况 |
| 1.2.4 钠离子电池面临的挑战 |
| 1.3 钠离子电池正极材料研究概况 |
| 1.3.1 氧化物正极材料 |
| 1.3.2 聚阴离子型正极材料 |
| 1.3.3 金属六氰基化合物正极材料 |
| 1.3.4 有机化合物正极材料 |
| 1.4 硅酸盐正极材料研究动态及发展前沿 |
| 1.4.1 硅酸盐化合物的组合策略 |
| 1.4.2 硅酸盐正极材料的晶体结构 |
| 1.4.3 Na_2(Mn/Co)SiO_4正极材料的研究现状和发展前沿 |
| 1.4.4 Na_2FeSiO_4正极材料的研究现状和发展前沿 |
| 1.5 本论文的研究内容及意义 |
| 第2章 实验仪器设备、试剂及表征方法 |
| 2.1 实验试剂及仪器设备 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 主要试验仪器设备 |
| 2.2 材料的物理和化学性质测试 |
| 2.2.1 X-射线衍射(XRD) |
| 2.2.2 场发射扫描电镜(FE-SEM) |
| 2.2.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.4 X-射线光电子能谱(XPS) |
| 2.2.5 傅里叶变换红外光谱(FTIR) |
| 2.2.6 电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES) |
| 2.2.7 热重-差热(TG-DTA)分析 |
| 2.2.8 比表面积(BET)分析 |
| 2.3 扣式电池制备 |
| 2.3.1 正极电极制备 |
| 2.3.2 电池组装 |
| 2.4 正极材料电化学性能测试原理及方法 |
| 2.4.1 正极材料嵌钠/脱钠研究 |
| 2.4.2 恒电流间歇滴定(GITT) |
| 2.4.3 电化学阻抗谱(EIS) |
| 2.4.4 循环伏安测试(CV) |
| 第3章 不同煅烧温度制备的Na_2Fe SiO_4/C正极材料及其储钠性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 溶胶-凝胶法制备Na_2FeSiO_4/C正极材料 |
| 3.2.2 制备样品的物理和化学性能表征 |
| 3.2.3 制备样品的电化学性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 制备样品的粉末X-射线衍射 |
| 3.3.2 制备样品的微观形貌及组织结构表征 |
| 3.3.3 制备样品的比表面积、傅里叶变换红外光谱和XPS测试 |
| 3.3.4 制备样品的电化学性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 具有稳定结构的Pb2_1a-Na_2FeSiO_4/C正极材料制备及储钠性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 Pb2_1a-Na_2FeSiO_4/C正极材料的制备 |
| 4.2.2 正极材料的物理和化学性质表征 |
| 4.2.3 制备样品的电化学性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 制备样品的物理和化学性质表征 |
| 4.3.2 Na_2FeSiO_4/C正极材料在充放电过程中的晶型结构演变 |
| 4.3.3 晶型结构转变对Na_2FeSiO_4/C正极材料电化学性能的影响 |
| 4.3.4 不同晶型结构对Na~+在Na_2FeSiO_4正极材料中扩散速率的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 不同电势状态下Na~+在Na_2Fe SiO_4/C电极中的嵌入/脱出动力学研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 Na_2FeSiO_4/C复合材料的制备、晶体结构及微观形貌表征 |
| 5.2.2 三电极体系测试装置 |
| 5.2.3 电化学阻抗谱(EIS)测试方法 |
| 5.2.4 恒电流间歇滴定(GITT)测试方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 制备样品的物理性质表征和电化学性能测试 |
| 5.3.2 Na_2FeSiO_4/C电极的电化学阻抗谱(EIS)分析 |
| 5.3.3 Na_2FeSiO_4/C电极的恒电流间歇滴定(GITT)分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 分散在三维层次多孔碳基体中的镍掺杂Na_2FeSiO_4@C球形纳米粒子制备及储钠性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 分散在三维层次多孔碳基体中的镍掺杂Na_2FeSiO_4@C球形纳米粒子的制备 |
| 6.2.2 镍掺杂的Na_2FeSiO_4@C球形纳米粒子微观形貌及结构表征 |
| 6.2.3 镍掺杂的Na_2FeSiO_4@C电极制备及电化学性能测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 NFS@C、NFNS@C-0.01、NFNS@C-0.03和NFNS@C-0.05 的物理和化学性质表征 |
| 6.3.2 不同镍掺杂量对于Na_2FeSiO_4@C正极材料晶体结构的影响 |
| 6.3.3 NFS@C、NFNS@C-0.01、NFNS@C-0.03和NFNS@C-0.05 的储钠性能研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 钴掺杂的Na_2Fe SiO_4@C正极材料制备及储钠性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验部分 |
| 7.2.1 钴掺杂的Na_2FeSiO_4@C球形纳米粒子制备 |
| 7.2.2 钴掺杂的Na_2FeSiO_4@C球形纳米粒子微观形貌及结构表征 |
| 7.2.3 钴掺杂的Na_2FeSiO_4@C电极制备及电化学性能测试 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 不同Co元素掺杂量Na_2Fe_(1-x)Co_xSi O_4@C样品的晶体结构表征 |
| 7.3.2 不同Co元素掺杂量Na_2Fe_(1-x)Co_xSi O_4@C样品的物理和化学性质表征 |
| 7.3.3 不同Co元素掺杂量Na_2Fe_(1-x)Co_xSi O_4@C样品的储钠性能研究 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间的主要科研成果 |
（6）原位合成柔性碳纳米管基复合薄膜材料的结构设计及电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 碳纳米管薄膜研究进展 |
| 1.2.1 碳纳米管薄膜的主要制备方式 |
| 1.2.2 碳纳米管薄膜在电化学储能领域的应用 |
| 1.3 碳纳米管复合材料研究进展 |
| 1.3.1 碳纳米管单质类复合材料的应用研究 |
| 1.3.2 碳纳米管氧化物类复合材料的应用研究 |
| 1.3.3 碳纳米管硫化物类复合材料的应用研究 |
| 1.4 碳纳米管复合材料制备方法 |
| 1.4.1 溶液法 |
| 1.4.2 机械混合法 |
| 1.4.3 气相沉积法 |
| 1.5 选题背景及研究内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验原料及仪器 |
| 2.2 材料制备 |
| 2.2.1 碳纳米管膜的制备 |
| 2.2.2 氧化物碳纳米管复合膜等基础体系材料的制备 |
| 2.2.3 硅酸/钛酸盐碳纳米管复合膜等衍生体系材料的制备 |
| 2.2.4 双金属硫化物碳纳米管复合膜等衍生体系材料的制备 |
| 2.3 材料形貌、结构与性能表征 |
| 2.3.1 材料形貌表征 |
| 2.3.2 材料结构表征 |
| 2.3.3 材料性能表征 |
| 第3章 CVD法原位制备还原氧化石墨烯/碳纳米管复合薄膜及电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 还原氧化石墨烯/碳纳米管复合薄膜的制备 |
| 3.3.2 还原氧化石墨烯/碳纳米管复合薄膜的结构表征 |
| 3.3.3 还原氧化石墨烯/碳纳米管复合薄膜的电化学性能探究 |
| 3.4 其它氧化物碳纳米管复合材料探索 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 CVD法原位制备SiO_(2-x)/碳纳米管复合薄膜及电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 CVD法原位制备硅氧化物/碳纳米管复合薄膜 |
| 4.3.2 硅氧化物/碳纳米管复合薄膜的力学性能和结构表征 |
| 4.3.3 硅氧化物/碳纳米管复合薄膜的电化学性能 |
| 4.3.4 硅氧化物/碳纳米管复合薄膜的储锂机制探究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 CVD法原位制备二氧化钛/碳纳米管复合薄膜及电化学性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 二氧化钛/碳纳米管复合薄膜制备方法改进 |
| 5.3.2 二氧化钛/碳纳米管复合薄膜结构表征 |
| 5.3.3 二氧化钛/碳纳米管复合薄膜电化学性能 |
| 5.3.4 复合材料中氧化钛晶型对钠离子储存性能的影响 |
| 5.4 复合材料中氧化钛结构变化机制探究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 模板法原位合成硅酸盐/碳纳米管复合薄膜及电化学性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 硅酸盐/碳纳米管复合薄膜的结构表征 |
| 6.3.2 硅酸盐/碳纳米管复合薄膜的电化学性能 |
| 6.4 其它酸盐类碳纳米管基复合薄膜的探索 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 模板法原位合成镍钴硫化物/碳纳米管复合薄膜及电化学性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验部分 |
| 7.3 实验结果与讨论 |
| 7.3.1 NCS/CNTs复合薄膜结构表征 |
| 7.3.2 NCS/CNTs复合薄膜电化学性能研究 |
| 7.4 硅酸盐/硫化物等衍生体系复合材料的结构探究 |
| 7.5 其它双金属硫化物碳纳米管复合材料探索 |
| 7.6 本章小结 |
| 第8章 结论 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）超级电容器钒基电极材料的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超级电容器概述 |
| 1.2.1 超级电容器的结构和组成 |
| 1.2.2 超级电容器的分类 |
| 1.2.3 超级电容器储能机理 |
| 1.2.4 超级电容器面临的挑战 |
| 1.3 超级电容器性电极材料研究进展 |
| 1.3.1 碳基电极材料 |
| 1.3.2 导电聚合物电极材料 |
| 1.3.3 金属化合物电极材料 |
| 1.3.4 其他新型材料 |
| 1.4 钒基电极材料的发展及研究现状 |
| 1.4.1 钒基氧化物材料 |
| 1.4.2 钒酸盐材料 |
| 1.4.3 钒基磷酸盐 |
| 1.4.4 无氧钒基化合物 |
| 1.5 本文的选题意义和主要研究内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验试剂与材料 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 材料的表征与分析方法 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 X射线光电子能谱 |
| 2.3.3 扫描电子显微镜 |
| 2.3.4 透射电子显微镜 |
| 2.3.5 氮气吸脱附比表面积及孔径分析 |
| 2.3.6 热重分析 |
| 2.3.7 拉曼光谱 |
| 2.3.8 傅里叶转换红外线光谱 |
| 2.4 材料的电化学测试方法 |
| 2.4.1 循环伏安测试 |
| 2.4.2 恒电流充放电测试 |
| 2.4.3 电化学阻抗谱测试 |
| 2.4.4 循环稳定性测试 |
| 2.5 电极的制备及超级电容器的组装 |
| 2.5.1 电极的制备 |
| 2.5.2 超级电容器的组装 |
| 3 V_2O_5@GO复合薄膜电极的原位构建及储能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料的制备方法 |
| 3.2.1 氧化石墨烯的制备 |
| 3.2.2 V_2O_5溶胶及V_2O_5@GO复合溶胶的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 薄膜材料的形貌特征 |
| 3.3.2 薄膜材料的组成与结构 |
| 3.3.3 薄膜材料的表面元素形态 |
| 3.3.4 薄膜材料的电化学性能 |
| 3.3.5 对称超级电容器VG8//VG8 电化学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 La掺杂V_2O_5·n H_2O@OAB薄膜电极的制备及储能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品的制备方法 |
| 4.2.1 氧化乙炔黑的制备 |
| 4.2.2 La掺杂V_2O_5·n H_2O@OAB复合溶胶的制备 |
| 4.2.3 Fe_2O_3@rGO前驱体的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 薄膜材料的形貌特征 |
| 4.3.2 薄膜材料的组成与结构 |
| 4.3.3 薄膜材料的表面元素形态 |
| 4.3.4 薄膜材料的电化学性能 |
| 4.3.5 薄膜材料的动力学特征反应分析 |
| 4.3.6 La掺杂量对薄膜材料的电化学性能的影响 |
| 4.3.7 OAB含量对薄膜材料的电化学性能的影响 |
| 4.3.8 薄膜材料的储能机制 |
| 4.3.9 非对称超级电容器20%La-VOH@OAB-4//Fe_2O_3@rGO的电化学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 蜂巢状多孔VOPO_4@rGO薄膜电极的储能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料的制备方法 |
| 5.2.1 聚苯乙烯微球的制备 |
| 5.2.2 含磷钒GO混合前驱体溶胶的制备 |
| 5.2.3 蜂巢状多孔VOPO_4@rGO薄膜电极的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 薄膜材料的形貌特征 |
| 5.3.2 薄膜材料的组成结构 |
| 5.3.3 薄膜材料的表面元素特征 |
| 5.3.4 薄膜材料的的电化学性能 |
| 5.3.5 薄膜材料的动力学特征反应分析 |
| 5.3.6 对称超级电容器MP-VOPO_4@rGO//MP-VOPO_4@rGO的电化学性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 构建高赝电容V_2O_5@rGO电极及柔性储能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 材料的制备方法与电容器的组装 |
| 6.2.1 V_2O_5微球的制备与电容器的组装 |
| 6.2.2 V_2O_5@rGO复合材料的制备 |
| 6.2.3 柔性非对称超级电容器的组装 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 材料的形貌特征 |
| 6.3.2 材料的组成与结构 |
| 6.3.3 材料的表面元素形态 |
| 6.3.4 材料的的电化学性能 |
| 6.3.5 非对称超级电容器Vr G-5//rGO的电化学性能 |
| 6.3.6 非对称超级电容器Vr G-5//rGO的柔性性能 |
| 6.3.7 不同形貌V_2O_5微球形成机制 |
| 6.3.8 溶剂热时间对合成V_2O_5微球的结构和电化学性能影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 纳米杂化材料NiMoO_4@Co_3V_2O_8的可控合成及储能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 材料的制备方法 |
| 7.2.1 NMO纳米棒材料的制备 |
| 7.2.2 CVO纳米球材料的制备 |
| 7.2.3 NMO@CVO纳米棒/纳米球杂化材料的制备 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 材料的形貌特征 |
| 7.3.2 材料的组成与结构 |
| 7.3.3 材料的表面元素形态 |
| 7.3.4 材料的电化学性能 |
| 7.3.5 复合比例对NiMoO_4@Co_3V_2O_8材料电化学性能影响 |
| 7.3.6 非对称超级电容器NiMoO_4@Co_3V_2O_8//AC的电化学性能 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论、创新与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新 |
| 8.3 后续展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在攻读博士学位期间发表的论文及专利目录 |
| B 作者在攻读博士学位期间承担和参与的科研项目 |
| C 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（8）高介电低损耗聚合物纳米复合材料的制备与性能调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电介质材料概述 |
| 1.1.1 基本概念 |
| 1.1.2 电介质材料种类 |
| 1.1.3 极化机理 |
| 1.2 导电纳米粒子/聚合物复合材料 |
| 1.3 陶瓷纳米粒子/聚合物复合材料 |
| 1.4 导电粒子/陶瓷粒子/聚合物三相复合材料 |
| 1.5 纳米填料表面修饰与改性 |
| 1.5.1 无机纳米填料表面修饰与改性 |
| 1.5.2 导电纳米填料表面修饰与改性 |
| 1.6 高介电复合材料的应用 |
| 1.6.1 嵌入式电容器 |
| 1.6.2 介电弹性体 |
| 1.6.3 摩擦纳米发电机 |
| 1.7 本论文的选题意义和主要研究内容 |
| 1.7.1 本论文的目的和意义 |
| 1.7.2 本论文的创新点 |
| 1.7.3 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 高介电低损耗STO@MWCNTs聚合物纳米复合材料的制备及性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 主要实验原料及仪器设备 |
| 2.2.2 主要测试仪器 |
| 2.2.3 实验步骤 |
| 2.2.4 表征与测试方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 溶胶-凝胶法制备钛酸锶包覆MWCNTs影响因素 |
| 2.3.2 溶胶-凝胶法制备杂化粉体的组成分析 |
| 2.3.3 杂化粉体的包覆机理 |
| 2.3.4 复合材料的断面形貌 |
| 2.3.5 复合材料热性能 |
| 2.3.6 复合材料的介电性能 |
| 2.3.7 复合材料的击穿强度和储能密度 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 高介电低损耗H-B@CNTs聚合物纳米复合材料的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 主要试剂及仪器 |
| 3.2.2 主要测试仪器 |
| 3.2.3 实验步骤 |
| 3.2.4 表征与测试方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 杂化粉体形貌表征 |
| 3.3.2 杂化粉体组成分析 |
| 3.3.3 复合材料断面形貌 |
| 3.3.4 复合材料介电性能 |
| 3.3.5 复合材料击穿强度 |
| 3.3.6 介电可控性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高介电低损耗HB-Pa@CCTO NWs聚合物纳米复合材料的制备与性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 主要原料试剂及仪器 |
| 4.2.2 主要制备及测试仪器 |
| 4.2.3 实验步骤 |
| 4.2.4 表征与测试方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 HTO NWs形貌表征 |
| 4.3.2 CCTO NWs形貌表征 |
| 4.3.3 CCTO NWs组成分析 |
| 4.3.4 HB-Pa@CCTO NWs形貌表征 |
| 4.3.5 HB-Pa@CCTO NWs组成分析 |
| 4.3.6 复合材料的断面形貌 |
| 4.3.7 复合材料介电性能 |
| 4.3.8 复合材料击穿强度和储能密度 |
| 4.3.9 复合材料力学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 超低介电损耗Sr~(2+)掺杂CCTO NWs聚合物纳米复合材料的制备及其介电稳定性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 主要试剂及仪器 |
| 5.2.2 主要测试仪器 |
| 5.2.3 实验步骤 |
| 5.2.4 表征与测试方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 SCCTO NWs形貌表征 |
| 5.3.2 SCCTO NWs结构分析 |
| 5.3.3 复合材料断面形貌 |
| 5.3.4 复合材料介电性能 |
| 5.3.5 复合材料击穿强度和储能密度 |
| 5.3.6 力学性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 高介电常数聚合物纳米复合材料在摩擦纳米发电机的应用探索 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 主要实验原料及仪器设备 |
| 6.2.2 主要测试仪器 |
| 6.2.3 实验步骤 |
| 6.2.4 表征与测试方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 复合材料薄膜形貌表征 |
| 6.3.2 复合材料薄膜介电性能 |
| 6.3.3 TENG输出性能 |
| 6.3.4 TENG的实际应用 |
| 6.3.5 TENG的输出稳定性 |
| 6.3.6 TENG的充电效果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 博士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
（9）先进钠/锂离子电池负极的设计与表界面改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 第一节 钠/锂离子电池概述 |
| 第二节 锂离子电池简介 |
| 2.1 锂离子电池发展历史 |
| 2.2 锂离子电池的工作原理 |
| 第三节 钠离子电池简介 |
| 3.1 钠离子电池发展历史 |
| 3.2 钠离子电池的工作原理 |
| 第四节 锂/钠离子电池负极材料 |
| 4.1 碳基负极材料 |
| 4.2 钛基负极材料 |
| 4.3 合金型负极材料 |
| 4.4 转化型型负极材料 |
| 第四节 本论文的选题依据和主要内容 |
| 第二章 实验设备和材料表征方法 |
| 第一节 材料制备方法 |
| 第二节 实验药品和主要仪器 |
| 第三节 样品表征仪器 |
| 第四节 纽扣式电池组装 |
| 第五节 电化学测试 |
| 第三章 金属有机框架衍生的Co_3O_4/Co/C纳米笼储锂性能研究 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 实验 |
| 2.1 材料合成 |
| 2.2 材料表征 |
| 2.3 电池组装和电化学性能测试 |
| 第三节 结果与讨论 |
| 第四节 本章小结 |
| 第四章 由Fe_2O_3的相转变合成中空结构Fe_3O_4及其储钠性能研究 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 实验 |
| 2.1 材料合成 |
| 2.2 材料表征 |
| 2.3 电池组装和电化学性能测试 |
| 第三节 结果与讨论 |
| 第四节 本章小结 |
| 第五章 自组装合成介晶TiO_2@C-RGO纳米材料及其储钠性能研究 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 实验 |
| 2.1 材料合成 |
| 2.2 材料表征 |
| 2.3 电池组装和电化学性能测试 |
| 第三节 结果与讨论 |
| 第四节 本章小结 |
| 第六章 多功能阿拉伯树胶粘结剂改善Ni Fe_2O_4纳米管储锂/钠性能研究.. |
| 第一节 引言 |
| 第二节 实验 |
| 2.1 材料合成 |
| 2.2 材料与电极表征 |
| 2.3 电池组装与电化学性能测试 |
| 第三节 结果与讨论 |
| 第四节 本章小结 |
| 第七章 碳包覆过渡金属硼酸盐储钠性能研究 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 实验 |
| 2.1 材料合成 |
| 2.2 材料表征 |
| 2.3 电池组装与电化学性能测试 |
| 第三节 结果与讨论 |
| 第四节 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 第一节 结论 |
| 第二节 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）纤维电极界面有序分形结构调控及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 纤维结构新型电极 |
| 1.1.1 传统纤维到功能纤维 |
| 1.1.2 功能纤维电极的制备方法 |
| 1.1.3 纤维电极在器件中的应用 |
| 1.2 有序功能材料自组装合成技术 |
| 1.2.1 自组装原理简介 |
| 1.2.2 有序功能材料自组装合成方法 |
| 1.2.3 有序功能材料中的自组织理论 |
| 1.3 有序结构中的非线性动力学机制 |
| 1.3.1 非线性非平衡态理论简介 |
| 1.3.2 周期性振荡现象 |
| 1.3.3 自相似分形现象 |
| 1.4 柔性纤维电子元件简介 |
| 1.4.1 柔性纤维导电材料 |
| 1.4.2 柔性纤维电子元件 |
| 1.4.3 纤维基集成器件及织物 |
| 1.5 本论文研究内容与创新点 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 创新点 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验材料、试剂与设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验试剂 |
| 2.1.3 实验仪器 |
| 2.2 电沉积微反应器设计 |
| 2.2.1 气-液界面反应器 |
| 2.2.2 薄层反应器 |
| 2.2.3 全浸入反应器 |
| 2.3 分形维数计算和机理模拟 |
| 2.4 纤维基电子器件组装 |
| 2.4.1 能源器件组装 |
| 2.4.2 纤维基晶体管组装 |
| 2.4.3 纤维基电阻式传感器组装 |
| 2.5 结构形貌表征及性能测试 |
| 2.5.1 结构形貌表征 |
| 2.5.2 性能测试 |
| 3 微点电极界面二维薄层分形生长及机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 二维薄层锰分形生长影响因素研究 |
| 3.2.1 气-液界面对分形结构的影响 |
| 3.2.2 电沉积时间 |
| 3.2.3 电沉积电压 |
| 3.2.4 锰离子浓度 |
| 3.3 二维薄层金属分形生长机理研究 |
| 3.3.1 电场驱动的定向运动 |
| 3.3.2 随机布朗运动 |
| 3.3.3 电沉积不同粒子数 |
| 3.3.4 不同金属离子电沉积分形行为 |
| 3.4 二维薄层锰分形超级电容器应用研究 |
| 3.4.1 设计思路 |
| 3.4.2 结果讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 纤维电极界面一维定向阵列分形生长及机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 一维定向阵列锰分形生长影响因素研究 |
| 4.2.1 电沉积电压 |
| 4.2.2 电沉积时间 |
| 4.2.3 锰离子浓度 |
| 4.2.4 添加剂浓度 |
| 4.3 一维定向阵列金属锰分形生长机理研究 |
| 4.3.1 电场驱动的定向运动 |
| 4.3.2 随机布朗运动 |
| 4.3.3 不同粒子数目 |
| 4.4 一维定向阵列锰分形超级电容器应用研究 |
| 4.4.1 锰分形结构电极形貌分析 |
| 4.4.2 超级电容器电化学性能测试 |
| 4.4.3 不同基底对电容性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 纤维电极界面三维阵列分形生长及机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 三维阵列分形生长影响因素研究 |
| 5.2.1 表面积对比 |
| 5.2.2 电沉积电压 |
| 5.2.3 电沉积时间 |
| 5.3 三维阵列镍分形生长机理研究 |
| 5.4 三维镍分形超级电容器应用研究 |
| 5.4.1 三维镍分形结构对电容性能的影响 |
| 5.4.2 柔性超级电容器半电容性能 |
| 5.4.3 柔性非对称超级电容性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 纤维电极均匀膜层调控及应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 纤维电极均匀金属镀层影响因素研究 |
| 6.2.1 电沉积电压 |
| 6.2.2 电沉积时间 |
| 6.2.3 电解质p H值 |
| 6.3 纤维电极均匀氧化物膜层制备方法研究 |
| 6.3.1 纤维界面氧化物成膜工艺 |
| 6.3.2 激光法对氧化物膜层的影响 |
| 6.4 纤维电子器件应用 |
| 6.4.1 纤维基电解质栅控场效应晶体管 |
| 6.4.2 场效应晶体管性能影响因素研究 |
| 6.4.3 基于纤维结构集成电路构建 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读学位期间的科研成果 |
| B.作者在攻读学位期间参与的项目 |
| C学位论文数据集 |
| 致谢 |
四、溶胶玻璃原位合成碳纳米管的研究（论文参考文献）
- [1]普鲁士蓝基复合电极的制备及其电化学检测药物分子的研究[D]. 王强明. 兰州大学, 2021(09)
- [2]基于明胶的高强度水凝胶的制备及其功能化研究[D]. 刘春林. 陕西科技大学, 2021(01)
- [3]锰氧化物/碳材料复合电极的制备及电化学性能研究[D]. 贾赫男. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [4]双连续空心玻璃微珠/环氧树脂固体浮力材料的制备与性能[D]. 丁俊杰. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [5]钠离子电池硅酸铁钠正极材料的制备、改性及储钠性能研究[D]. 白艳松. 湘潭大学, 2020(12)
- [6]原位合成柔性碳纳米管基复合薄膜材料的结构设计及电化学性能研究[D]. 郭文磊. 天津大学, 2020(01)
- [7]超级电容器钒基电极材料的研究[D]. 胡兵兵. 重庆大学, 2020(02)
- [8]高介电低损耗聚合物纳米复合材料的制备与性能调控[D]. 刘玉平. 北京化工大学, 2020(01)
- [9]先进钠/锂离子电池负极的设计与表界面改性研究[D]. 周凯强. 福建师范大学, 2020(12)
- [10]纤维电极界面有序分形结构调控及其应用研究[D]. 杨玉欣. 重庆大学, 2020(02)