石墨烯铁氧化物多元复合材料制备及电化学性能(2)

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1.3.1 超级电容器简介 3

1.3.2 超级电容器储能的基本原理 4

1.3.3 超级电容器的分类 4

1.3.4 超级电容器相关电化学测试 5

1.4氮掺杂石墨烯/铁氧化物 6

1.4.1石墨烯简介及其制备 6

1.4.2氮掺杂石墨烯 8

1.4.3石墨烯在电催化与超级电容器中的应用 8

1.5 本文主要工作内容 8

2 石墨烯/铁氧化物多元复合材料制备及其电催化性能探究 9

2.1 引言 9

2.2 实验部分 9

2.2.1 主要试剂与仪器 9

2.2.2 实验步骤 10

2.3 实验结果的表征与分析 14

2.3.1 X射线衍射 14

2.3.2 拉曼光谱（Raman） 15

2.3.3 透射电子显微镜（TEM） 17

2.3.4 电化学催化氧还原 19

2.3.5 超级电容器 22

结论 29

致谢 30

参考文献 31

1 绪论近现代以来，伴随着科技的迅猛发展与人口的快速增长，能源短缺已成为世界性问题，能源是人类日常生活和工业正常发展的物质基础，由此造成的环境污染也使得能源安全问题成为不可忽视的一方面。燃料电池作为不经过热能转换而直接将燃料的化学能转化为电能的高效发电装置，具有污染排放少，噪音小，能量转换速率高，安全可靠，操作方便，灵活性大，建设周期短等主要优点，使其既有希望解决能源短缺问题，又能兼顾能源安全问题，成为21世纪首选的新能源技术。电化学催化在燃料电池中应用很广泛，电催化实质上是使电极与电解质界面上的电荷转移反应得以加速，主要用于加快燃料电池能量转换速率。电催化反应速率与电催化剂的活性密不可分，改善电催化剂主要致力于提高反应活性，降低材料成本，改善材料的稳定性以及延长电催化剂的寿命。以上工作已经得到国内外许多研究工作者的关注。论文网

在燃料电池被期望作为理想绿色能源的同时，超级电容器作为一种高效的新型储能器件也越来越受关注，由于传统电容器比容量不够高，而电池所需的充电时间长，放电效率不够高，使用寿命也不够长等缺陷，而超级电容器既能提供高的比容量，又能弥补上述电池的缺陷，故而在各领域有很好的应用前景，目前高能量密度、高功率密度的超级电容器正成为人们研究的热点。

1.1 电化学催化与电化学催化剂

1.1.1 电化学催化

“电化学催化”是研究燃料电池的关键部分，融合了电化学科学与催化科学重要特点的一门分支学科，主要集中于研究电极表面对电化学反应的“化学”催化作用，简称“电催化”[ ]。电催化包含的研究内容很多，如溶液中氧化还原剂的均相催化作用；一些络合物对电化学反应的影响；也可以涉及到一些电极材料以及其表面性质对电极反应速率和反应机理的影响等。