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摘要：水滑石作为一类新型基础功能材料，其独特的物理化学特性引起了人们的广泛关注。目前对其在电容器方面的探讨主要集中于以片状水滑石为电极材料，通过涂覆或电沉积的方式获得单电极。由此探究简单的电极制备策略，合成多形貌及掺杂态的水滑石，提升水滑石作为电极材料的电容器性能等课题更具有现实作用。本论文针对目前水滑石电极材料的探讨近况，探究了原位法制备水滑石修饰电极；采取水热/溶剂热法构筑特殊形貌的水滑石；基于水滑石前驱体，设计金属掺杂和碳载水滑石电极材料，用于提升水滑石材料的电容性能等。利用泡沫镍基体具有发达的三维网络结构，采取原位生长的策略，将活性物质镍铝水滑石均匀地分散到泡沫镍基体表面，提升修饰电极在电解液中的电容性能。采取乙醇/水溶剂热法，在不同乙醇和水的比例条件下合成出结晶度较好的镍铝水滑石产物。随着溶液中乙醇含量的逐渐增加，镍铝水滑石的形貌由六边形片状结构逐渐转变为多孔的花状结构。具有较高比表面积的多孔结构水滑石在大电流密度下（12Ag–1）体现了较高的比容量（477Fg–1）和较好的循环稳定性。实验结果说明乙醇作为一种表面活性助剂在制约产物形貌、比表面积等方面中发挥着重要作用。采取乙醇/水溶剂热法合成出了结晶度较高的锂铝水滑石，探究了金属离子比例、乙醇浓度、煅烧温度对产物结构和形貌的影响。探讨发现，随着乙醇含量的转变，锂铝水滑石体现出不同的形貌，在6.6Ag–1的电流密度下，锂铝水滑石单电极体现出887Fg–1的放电比容量和相对优异的循环性能。通过同晶取代的方式将锂、钴金属元素掺杂到镍铝水滑石中，获得了不同金属掺杂的镍铝基水滑石，考察了不同掺杂元素、掺杂量对水滑石晶体结构、形貌及性能的影响。探讨发现掺杂的镍铝基水滑石均结晶度较好，粒径分布均匀且尺寸较小，质量分数较低（33%）的钴掺杂水滑石电极具有更好的电化学活性。采取一步法，在不同的水/乙醇溶剂热环境下，制备了镍铝水滑石/碳复合物，考察了尿素和葡萄糖作为沉淀剂对产物结构、形貌和性能的影响。以尿素为沉淀剂的水滑石复合物虽具有良好的结晶度，但产物易出现相分离，复合物电化学性能较差。相比而言，在适宜的乙醇浓度下，未添加尿素的复合物电极由于片状结构的疏松堆叠，体现出相对优异的电容性能。关键词：水滑石论文原位生长论文溶剂热论文掺杂论文复合物论文电容性论文
摘要5-6
ABSTRACT6-10
第1章 绪论10-19
1.1 引言10-11
1.2 国内外探讨近况11-14
1.2.1 电极材料11-12
1.2.2 多孔材料12-13
1.2.3 溶剂热合成13
1.2.4 纳米复合材料13-14
1.3 水滑石的制备策略14-16
1.4 水滑石的特殊性质16-17
1.5 水滑石的运用17-18
1.6 课题设计及本论文主要工作18-19
1.6.1 课题目的及作用18
1.6.2 主要工作18-19
第2章 原位法合成镍铝水滑石及其电容性能探讨19-25
2.1 实验部分19-20
2.1.1 实验试剂及仪器19
2.1.2 电极的制备19
2.1.3 原位法合成镍铝水滑石19-20
2.2 结果与讨论20-24
2.2.1 结构表征20-24
2.3 本章小结24-25
第3章 水滑石的水热/溶剂热制备及其电容性能探讨25-43
3.1 实验部分25
3.1.1 实验试剂及仪器25
3.2 分等级结构镍铝水滑石的合成及性能探讨25-34
3.2.1 分等级结构镍铝水滑石的合成25
3.2.2 结果与讨论25-34
3.3 水热/溶剂热合成锂铝水滑石及其性能探讨34-42
3.3.1 锂铝水滑石的合成35
3.3.2 结果与讨论35-42
3.4 本章小结42-43
第4章 掺杂镍铝水滑石的制备及其电容性能探讨43-58
4.1 实验部分43
4.1.1 实验试剂及仪器43
4.2 钴、锂掺杂的镍铝水滑石的合成及性能探讨43-48
4.2.1 钴、锂掺杂的镍铝水滑石的合成43
4.2.2 结果与讨论43-48
4.3 碳载镍铝水滑石的合成及性能探讨48-56
4.3.1 碳载镍铝水滑石的合成48
4.3.2 结果与讨论48-56
4.4 本章小结56-58
结论58-59