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摘要：介孔碳材料具有较大的比表面积和孔体积以及孔径，在电化学如超级电容器中具有重要的应用。本课题采用蒸发诱导自组装的方法，使用表面活性剂F127，以硝酸铁（九水合物）为前驱物，TEOS为硅源，Resol为碳前驱物，无水乙醇为反应溶液，逐步混合，获得均相溶液。经过常温和中温交联后获得无机-有机复合物，进一步通过惰性气氛下焙烧后得到介孔氧化铁/二氧化硅/碳复合物，然后用氢氧化钠溶液除去二氧化硅而获得介孔氧化铁/碳复合物。通过小角XRD测试样品的介孔性质，大角XRD测试样品的晶体状态，氮吸附测试样品的比表面积，孔径等，最后进行电化学性能测试。通过一系列实验得到最佳样品，经过循环伏安法测试在电位区间为-1-0V之间得到了最大比电容量为355.9375F/g的氧化铁/碳的复合物。36473
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毕业论文关键字：介孔碳材料；超级电容器；介孔氧化铁；电化学
Preparation and electrochemical Performance of mesoporous iron oxide / carbon composite
Abstract:Mesoporous carbon materials with large specific surface area and pore volume and pore size , has important applications in electrochemical capacitors , such as supercapacitors.This subject is an evaporation method using a surfactant F127 , iron nitrate ( hexahydrate ) as precursor , TEOS as the silicon source , Resol carbon precursor,ethanol as the reaction solution was gradually mixed to obtain homogeneous solution.After the normal temperature and the temperature crosslinking for inorganic and organic compounds, further by inert atmosphere roasting to obtain mesoporous composite Fe2O3/SiO2/C and then removed with a sodium hydroxide solution to obtain mesoporous silica Fe2O3/C composites. Through a small Angle XRD mesoporous properties of test samples,Large Angle of a crystallization of the XRD test samples,Nitrogen adsorption test samples of specific surface area, pore diameter, etc, and the last part electrochemical performance test.Through a series of experiments, the best samples were obtained.With cyclic voltammetry and the maximum specific capacity of 355.9375F/g was obtained by cyclic voltammetry
Keywords:Mesoporouscarbonmaterials; Supercapacitors; Mesoporous iron oxide; Electrochemistry
目录
1.引言 5
1.1超级电容器研究现状和发展 5
1.2介孔氧化铁/碳复合物的研究背景和意义 5
1.3文献综述 6
1.3.2氧化铁/碳复合物的制备 7
1.3.3介孔材料的制备 7
1.3.4介孔材料的表征[80] 9
1.3.5电化学性能测试 9
2.实验部分 10
2.1实验试剂与仪器 10
2.1.1实验试剂 10
2.1.2.实验仪器 11
2.2 介孔氧化铁/碳复合物的制备 11
2.2.1实验步骤 12
2.2.2介孔氧化铁/碳复合物的表征 12
2.2.3 介孔氧化铁/碳复合物的制备实验一 12
2.2.4介孔氧化铁/碳复合物的制备实验二 22
2.2.5 介孔氧化铁/碳复合物的实验制备三 34
2.2.6 氢氧化钠溶液洗涤样品除硅 40
2.2.7 介孔氧化铁/碳复合物的大角XRD测试 41
2.2.8 介孔氧化铁/碳复合物的氮吸附（BET图） 42
2.3.介孔氧化铁的制备 44
2.3.1实验步骤 44
2.3.2介孔氧化铁的制备 44
2.3.3介孔氧化铁的表征 45
3.实验结果与讨论 48
3.1 制备介孔氧化铁/碳复合物的实验结果与讨论 48
3.1.1 介孔氧化铁/碳复合物的大角衍射图 49