| 摘要 | 第4-8页 |
| Abstract | 第8-12页 |
| 第一章 绪论 | 第25-55页 |
| 1.1 前言 | 第25-26页 |
| 1.2 有机及炭气凝胶材料研究概述 | 第26-27页 |
| 1.3 有机及炭气凝胶的制备工艺 | 第27-32页 |
| 1.3.1 溶胶-凝胶的形成、老化与溶剂置换 | 第27-29页 |
| 1.3.2 RF有机湿凝胶的干燥 | 第29-31页 |
| 1.3.3 有机凝胶的炭化 | 第31-32页 |
| 1.4 有机及炭气凝胶的结构控制因素 | 第32-33页 |
| 1.4.1 催化剂种类及浓度 | 第32-33页 |
| 1.4.2 反应物浓度的影响 | 第33页 |
| 1.4.3 温度与凝胶时间的影响 | 第33页 |
| 1.4.4 其它影响RF有机气凝胶结构的因素 | 第33页 |
| 1.5 有机及炭气凝胶的应用概述 | 第33-37页 |
| 1.5.1 电化学应用 | 第34页 |
| 1.5.2 催化剂载体及催化性能 | 第34-35页 |
| 1.5.3 储氢材料 | 第35页 |
| 1.5.4 吸附性能与水处理应用 | 第35-36页 |
| 1.5.5 有机及炭气凝胶的热性能 | 第36-37页 |
| 1.5.6 有机及炭气凝胶在其它领域的应用 | 第37页 |
| 1.6 有机及炭气凝胶的改性与复合材料 | 第37-42页 |
| 1.6.1 有机气凝胶表面改性 | 第38页 |
| 1.6.2 有机及炭气凝胶的金属掺杂改性 | 第38-41页 |
| 1.6.3 炭气凝胶复合材料及其性能 | 第41-42页 |
| 1.7 反相乳液体系与炭气凝胶微球的制备 | 第42-48页 |
| 1.7.1 乳液的分类 | 第42-43页 |
| 1.7.2 乳液聚合简介 | 第43-44页 |
| 1.7.3 反相乳液体系 | 第44页 |
| 1.7.4 影响(反相)乳液体系稳定性的工艺参数 | 第44-45页 |
| 1.7.5 炭气凝胶微球的制备及其应用 | 第45-48页 |
| 1.8 超级电容器及炭气凝胶在超级电容器中的应用 | 第48-52页 |
| 1.8.1 超级电容器简介 | 第48-49页 |
| 1.8.2 超级电容器的分类 | 第49-51页 |
| 1.8.3 炭气凝胶在超级电容器中的应用 | 第51-52页 |
| 1.9 课题意义与研究内容 | 第52-55页 |
| 1.9.1 课题提出与意义 | 第52-53页 |
| 1.9.2 创新点与主要研究内容 | 第53-55页 |
| 第二章 实验方法与分析测试 | 第55-67页 |
| 2.1 基本实验方案 | 第55页 |
| 2.2 实验原料与试剂汇总 | 第55-58页 |
| 2.2.1 实验所用主要原料简介 | 第55-56页 |
| 2.2.2 电极制备原料 | 第56页 |
| 2.2.3 三电极体系超级电容器组装原料 | 第56-57页 |
| 2.2.4 锂离子电池组装材料 | 第57页 |
| 2.2.5 其它原料与试剂 | 第57-58页 |
| 2.3 实验设备与相关测试仪器 | 第58-59页 |
| 2.4 制备工艺 | 第59-63页 |
| 2.4.1 RF有机及炭气凝胶微球的制备及其改性 | 第59-60页 |
| 2.4.2 反相乳液体系中金属掺杂炭气凝胶微球的制备 | 第60-62页 |
| 2.4.3 反相乳液体系中石墨烯掺杂RF炭气凝胶微球的制备 | 第62-63页 |
| 2.5 形貌与结构表征方法 | 第63-64页 |
| 2.5.1 场发射扫描电子显微镜(SEM) | 第63页 |
| 2.5.2 透射电子显微镜(TEM) | 第63页 |
| 2.5.3 傅立叶变换红外光谱分析(FT-IR) | 第63-64页 |
| 2.5.4 X射线衍射仪(XRD) | 第64页 |
| 2.5.5 热重-示差扫描(TG-DSC) | 第64页 |
| 2.5.6 低温N_2吸脱附测试 | 第64页 |
| 2.5.7 X射线光电子能谱分析(XPS) | 第64页 |
| 2.6 电化学性能研究方法 | 第64-67页 |
| 2.6.1 制作工作电极与电容器、电池的组装 | 第64-65页 |
| 2.6.2 恒流充放电测试 | 第65页 |
| 2.6.3 循环伏安测试 | 第65-66页 |
| 2.6.4 交流阻抗测试 | 第66-67页 |
| 第三章 间苯二酚-甲醛基炭气凝胶微球的制备及改性 | 第67-77页 |
| 3.1 前言 | 第67页 |
| 3.2 纯间苯二酚-甲醛基炭气凝胶微球(CRF)的制备 | 第67-70页 |
| 3.2.1 RF有机气凝胶微球的成球机理 | 第67-68页 |
| 3.2.2 反应物浓度对CRF微球形貌的影响 | 第68-69页 |
| 3.2.3 催化剂比例对CRF微球形貌的影响 | 第69-70页 |
| 3.3 三甲基氯硅烷(TMCS)改性CRF微球的制备、表征与电化学性能 | 第70-76页 |
| 3.3.1 TMCS改性CRF微球的制备与表征 | 第70-72页 |
| 3.3.2 TMCS改性CRF微球的电容性能 | 第72-76页 |
| 3.4 本章小结 | 第76-77页 |
| 第四章 金属掺杂炭气凝胶的形貌控制及其电化学性能 | 第77-127页 |
| 4.1 前言 | 第77页 |
| 4.2 金属盐浓度对M/CRF形貌的影响 | 第77-80页 |
| 4.2.1 硝酸镍浓度对Ni/CRF形貌的影响 | 第77-79页 |
| 4.2.2 不同形貌Ni/CRF材料的微观结构分析 | 第79-80页 |
| 4.3 Ni掺杂有机及炭气凝胶的化学结构分析 | 第80-82页 |
| 4.3.1 Ni/RFA材料的FT-IR分析 | 第80页 |
| 4.3.2 Ni/RFA材料半球的热重分析 | 第80-81页 |
| 4.3.3 XRD结构分析 | 第81-82页 |
| 4.4 不同形貌Ni/CRF的孔结构分析 | 第82-85页 |
| 4.5 溶胶-凝胶工艺条件对Ni/RFA形貌的影响 | 第85-91页 |
| 4.5.1 溶胶-凝胶温度对Ni/RFA形貌的影响 | 第85-86页 |
| 4.5.2 金属盐作用阶段的确定 | 第86-88页 |
| 4.5.3 催化剂浓度对Ni/RFA材料形貌的影响 | 第88页 |
| 4.5.4 后处理溶剂的选择 | 第88-89页 |
| 4.5.5 搅拌速度对微球粒径的控制 | 第89-91页 |
| 4.6 M/CRF的形貌控制机理 | 第91-92页 |
| 4.7 金属盐种类对M/CRF形貌及孔结构的影响 | 第92-95页 |
| 4.7.1 阳离子种类 | 第92-93页 |
| 4.7.2 阴离子种类 | 第93-94页 |
| 4.7.3 不同种类M/CRF的孔结构分析 | 第94-95页 |
| 4.8 Ni/CRF微球用作超级电容器材料的性能 | 第95-98页 |
| 4.8.1 恒流充放电测试 | 第95-97页 |
| 4.8.2 循环伏安测试 | 第97-98页 |
| 4.8.3 交流阻抗测试 | 第98页 |
| 4.9 Ni/CRF用作锂离子电池负极材料 | 第98-100页 |
| 4.10 炭化对M/CRF材料孔结构及电化学性能的影响 | 第100-104页 |
| 4.10.1 炭化前后M/RFA与M/CRF样品的形貌 | 第100-101页 |
| 4.10.2 炭化温度对Ni/CRF微球形貌的影响 | 第101页 |
| 4.10.3 不同炭化温度Ni/CRF半球的比表面积与孔结构分析 | 第101-103页 |
| 4.10.4 不同炭化温度Ni/CRF微球的电容循环性能 | 第103-104页 |
| 4.11 不同干燥方式Ni/CRF微球形貌、结构及电容性能 | 第104-108页 |
| 4.11.1 干燥方式对Ni/RFA微球形貌的影响 | 第104-105页 |
| 4.11.2 不同干燥方式Ni/CRF微球的孔结构分析 | 第105-106页 |
| 4.11.3 不同干燥方式Ni/CRF-4用作锂离子电池负极材料的性能 | 第106-108页 |
| 4.12 水活化对不同形貌CRF微球的结构及性能影响 | 第108-118页 |
| 4.12.1 水活化原理 | 第108-109页 |
| 4.12.2 活化温度、时间对水活化CRF微球形貌的影响 | 第109-112页 |
| 4.12.3 水活化Ni/CRF的XRD衍射分析 | 第112-113页 |
| 4.12.4 水活化Ni/CRF的孔结构分析 | 第113-116页 |
| 4.12.5 水活化Ni/CRF-4用作锂离子电池负极材料的性能 | 第116-118页 |
| 4.13 O/W/O体系镍掺杂炭气凝胶胶囊的制备与性能 | 第118-124页 |
| 4.13.1 O/W/O体系制备形貌金属掺杂有机及炭气凝胶的形貌 | 第118-120页 |
| 4.13.2 O/W/O体系制备Ni/CRF-的孔结构 | 第120-121页 |
| 4.13.3 O/W/O体系制备Ni/CRF样品的电容性能 | 第121-124页 |
| 4.14 本章小结 | 第124-127页 |
| 第五章 石墨烯掺杂炭气凝胶的形貌控制与电化学性能研究 | 第127-155页 |
| 5.1 前言 | 第127页 |
| 5.2 氧化石墨(GO)的基本表征 | 第127-128页 |
| 5.3 GO超声处理对石墨烯掺杂炭气凝胶(CAG)微球形貌、结构与性能的影响 | 第128-135页 |
| 5.3.1 不同超声时间GO掺杂CAG微球的形貌 | 第129-130页 |
| 5.3.2 不同超声时间GO掺杂CAG微球的孔结构分析 | 第130-132页 |
| 5.3.3 不同超声时间GO掺杂CAG微球的电容性能 | 第132-134页 |
| 5.3.4 不同GO超声时间CAG用作锂离子电池负极材料的循环性能 | 第134-135页 |
| 5.4 GO含量对CAG样品形貌与结构的影响 | 第135-142页 |
| 5.4.1 GO含量对CAG形貌的影响 | 第136-137页 |
| 5.4.2 GO掺杂RF有机气凝胶(RFG)微球的FT-TR分析 | 第137-138页 |
| 5.4.3 RFG微球的XPS分析 | 第138页 |
| 5.4.4 RFG与CAG的XRD分析 | 第138-139页 |
| 5.4.5 CAG微球的形貌控制机理 | 第139-140页 |
| 5.4.6 GO含量对CAG微球孔结构的影响 | 第140-142页 |
| 5.5 不同GO含量CAG微球的电容性能研究 | 第142-145页 |
| 5.5.1 恒流充放电测试 | 第142-143页 |
| 5.5.2 循环伏安测试 | 第143-145页 |
| 5.5.3 交流阻抗测试 | 第145页 |
| 5.6 不同GO含量CAG微球用作锂离子电池负极材料的研究 | 第145-147页 |
| 5.6.1 循环性能测试 | 第145-147页 |
| 5.6.2 交流阻抗测试 | 第147页 |
| 5.7 CAG微球的粒径控制及相关电化学性能 | 第147-150页 |
| 5.7.1 CAG微球的粒径控制 | 第148-149页 |
| 5.7.2 粒径大小对CAG材料电化学性能的影响 | 第149-150页 |
| 5.8 干燥方式对CAG微球结构与性能的影响 | 第150-153页 |
| 5.8.1 冷冻干燥RFG微球的形貌 | 第150-151页 |
| 5.8.2 孔结构分析 | 第151-153页 |
| 5.8.3 冷冻干燥对CAG样品电容性能的影响 | 第153页 |
| 5.9 本章小结 | 第153-155页 |
| 第六章 结论 | 第155-157页 |
| 参考文献 | 第157-171页 |
| 致谢 | 第171-173页 |
| 研究成果及发表的学术论文 | 第173-175页 |
| 作者和导师简介 | 第175-177页 |
| 附件 | 第177-178页 |
