纳米氧化镍的制备及其超级电容性能研究
超级电容器是20世纪七十年代发展起来的一种新型储能元件，它有着比普通电池高十倍以上的功率密度，比静电电容器高数十倍的能量密度，且具有充放电速度快、对环境无污染、循环寿命长等优点，有望成为21世纪新型的绿色能源。在超级电容器发展过程中，电极材料的选择对超级电容器的性能至关重要。近年来，研究发现氧化镍有着与无定型水合氧化钌相似的功能，理论容量在1000F/g以上，而且价格便宜，资源丰富，倍受国内外研究人员的关注。我们采用溶胶一凝胶模板法和水热合成法分别制备了不同形貌的纳米氧化镍，对制备工艺条件和产品的电容性能进行了一系列的研究。
(1)以5％磷酸为电解液，经过二次阳极氧化，得到具有一定厚度、孔洞分布均匀的AAO模板。然后结合溶胶一凝胶法，在AAO模板微孔内实现溶胶向凝胶的转变，再经过高温煅烧还原生成氧化镍纳米线，其长度可达亚微米级，直径约为100nm，与AAO模板的孔径大小基本一致。因此可通过调节AAO模板的孔径大小实现氧化镍纳米线的可控生长。
(2)以NiSO<,4>·6H<,2>O和NaOH为原料，采用常温合成-水热改性-中温焙烧工艺制备了平均粒径约为40nm的规则六角片状氧化镍电极材料，讨论了水热反应的时间、母液的pH值对氢氧化镍前驱体的形貌和结构的影响。对NiO电极的电容性能进行了测试，结果表明：在300℃焙烧得到的氧化镍制得的电极容量最大，单极容量达到252F/g。NiO电极在KOH溶液中表现出了法拉第准电容性质，其容量随KOH的浓度增大而增大，直到KOH的浓度达到5mol/L时，容量不再发生明显变化。循环伏安测试中，NiO电极的容量随扫描速度增大而减小；随工作电位增大而增大；随着循环次数的增加容量的变化经历了先升后降直至保持恒定三个阶段。
超级电容器;纳米氧化镍;氧化铝模板;溶胶凝胶法;水热合成
河南师范大学
硕士
物理化学
汤宏伟
2007
中文
TM911;TB383
74
2007-09-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）