生物質(zhì)基超級電容器電極材料：設(shè)計、制備和應用基礎(chǔ)

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 資源、能源和環(huán)境 1
1.2 生物質(zhì)概述 5
1.2.1 生物質(zhì)的種類與分布狀況 5
1.2.2 生物質(zhì)的化學組成 11
1.2.3 生物質(zhì)的特點 19
1.3 超級電容器概述 23
1.3.1 超級電容器的起源、面臨的挑戰(zhàn)與發(fā)展機遇 23
1.3.2 超級電容器的儲能原理 29
1.3.3 超級電容器電極材料 36
1.4 本書的選題思路及內(nèi)容介紹 44
參考文獻 45
第2章 生物質(zhì)在超級電容器電極領(lǐng)域的應用 62
2.1 木質(zhì)基超級電容器電極材料 62
2.1.1 天然木基電極材料 62
2.1.2 碳化木基電極材料 64
2.2 纖維素微纖絲基超級電容器電極材料 67
2.3 納米纖維素電極材料 69
2.3.1 纖維狀電極 69
2.3.2 柔性薄膜/紙電極 71
2.3.3 柔性水凝膠電極 75
2.3.4 多孔氣凝膠電極 75
2.4 小結(jié) 79
參考文獻 80
第3章 仿地質(zhì)生態(tài)系統(tǒng)的纖維素支撐金屬Co/Co(OH)2“功能集聚體” 87
3.1 引言 87
3.2 纖維素支撐金屬Co/Co(OH)2功能集聚體的制備 88
3.2.1 磁控濺射法在纖維素纖維表面原位沉積高導電金屬Co 88
3.2.2 電氧化法在金屬Co表面原位生長蜂巢狀Co(OH)2 88
3.3 功能集聚體的設(shè)計策略和結(jié)構(gòu)分析 89
3.4 功能集聚體的電化學性能和儲能機理 93
3.5 非對稱超級電容器器件構(gòu)筑及其電化學性能 96
3.6 小結(jié) 100
參考文獻 100
第4章 自支撐的柔性纖維素纖維支撐森林狀Cu2O/Cu陣列 104
4.1 引言 104
4.2 纖維素纖維支撐森林狀Cu2O/Cu陣列的制備 105
4.2.1 磁控濺射法在纖維素纖維表面構(gòu)筑樹干狀Cu陣列 105
4.2.2 電氧化法在Cu陣列表面原位生長分枝狀Cu2O 105
4.3 纖維素纖維支撐森林狀Cu2O/Cu陣列的設(shè)計策略和結(jié)構(gòu)分析 106
4.4 纖維素纖維支撐森林狀Cu2O/Cu陣列的晶體結(jié)構(gòu)、化學成分和孔隙結(jié)構(gòu) 110
4.5 纖維素纖維支撐森林狀Cu2O/Cu陣列的電化學性能和儲能機理 112
4.6 對稱超級電容器器件構(gòu)筑及其電化學性能 116
4.7 小結(jié) 119
參考文獻 120
第5章 纖維素衍生的碳氣凝膠支撐自堆疊的層狀FeOCl 124
5.1 引言 124
5.2 纖維素衍生的碳氣凝膠支撐自堆疊的層狀FeOCl的制備 127
5.2.1 纖維素衍生的碳氣凝膠的制備 127
5.2.2 化學氣相沉積法制備自堆疊的層狀FeOCl 127
5.2.3 球磨法制備纖維素衍生碳氣凝膠/FeOCl復合材料 127
5.2.4 制備陽極、陰極和ASC器件 127
5.3 FeOCl/纖維素衍生碳氣凝膠復合材料的設(shè)計策略和微觀形貌 128
5.4 FeOCl/纖維素衍生碳氣凝膠復合材料的晶體結(jié)構(gòu)、化學成分和比表面積 128
5.5 FeOCl/纖維素衍生碳氣凝膠復合材料的電化學性能和儲能機理 129
5.6 非對稱超級電容器器件構(gòu)筑及其電化學性能 137
5.7 小結(jié) 140
參考文獻 140
第6章 自支撐的柔性高導電還原氧化石墨烯/聚吡咯/纖維素復合紙 145
6.1 引言 145
6.2 還原氧化石墨烯/聚吡咯/纖維素復合紙的制備 147
6.2.1 化學聚合法在纖維素紙表面包覆納米聚吡咯 147
6.2.2 物理驅(qū)動石墨烯片在聚吡咯層中嵌插組裝 147
6.3 化學聚合工藝對聚吡咯/纖維素復合紙的薄層電阻的影響 147
6.4 聚吡咯/纖維素復合紙的微觀形貌和化學組成 149
6.5 氧化石墨烯濃度對復合紙的微觀形貌的影響 150
6.6 還原氧化石墨烯/聚吡咯/纖維素復合紙的化學成分和比表面積 152
6.7 還原氧化石墨烯/聚吡咯/纖維素復合紙的電化學性能和導電穩(wěn)定性 154
6.8 全固態(tài)柔性對稱超級電容器器件構(gòu)筑及其電化學性能 160
6.9 小結(jié) 163
參考文獻 163
第7章 多層核殼結(jié)構(gòu)的Cu2O/Cu/石墨/纖維素復合紙 168
7.1 引言 168
7.2 多層核殼結(jié)構(gòu)的Cu2O/Cu/石墨/纖維素復合紙的制備 169
7.2.1 機械涂抹法和電沉積法構(gòu)筑Cu/石墨/纖維素復合紙 170
7.2.2 電氧化法在Cu表面原位生長金字塔形Cu2O 170
7.3 Cu2O/Cu/石墨/纖維素復合紙的微觀形貌和元素組成 170
7.4 Cu2O/Cu/石墨/纖維素復合紙的晶體結(jié)構(gòu) 172
7.5 Cu2O/Cu/石墨/纖維素復合紙的電化學性能和儲能機理 174
7.6 非對稱超級電容器器件構(gòu)筑及其電化學性能 178
7.7 小結(jié) 180
參考文獻 180
第8章 具有核殼結(jié)構(gòu)的MnO2納米帶包覆的柔性棉炭纖維氈 187
8.1 引言 187
8.2 MnO2納米帶包覆的柔性棉炭纖維氈的制備 188
8.2.1 高溫熱解法制備柔性棉炭纖維氈 188
8.2.2 溶劑熱法在棉炭纖維氈表面原位生長MnO2納米帶 189
8.3 MnO2納米帶包覆的柔性棉炭纖維氈的設(shè)計策略和微觀形貌 189
8.3.1 MnO2納米帶包覆的柔性棉炭纖維氈的設(shè)計策略 189
8.3.2 MnO2納米帶包覆的柔性棉炭纖維氈的微觀形貌 190
8.4 MnO2納米帶包覆的柔性棉炭纖維氈的晶體結(jié)構(gòu)和化學成分 192
8.4.1 MnO2納米帶包覆的柔性棉炭纖維氈的晶體結(jié)構(gòu) 192
8.4.2 MnO2納米帶包覆的柔性棉炭纖維氈的化學成分 193
8.5 MnO2納米帶包覆的柔性棉炭纖維氈的電化學性能和儲能機理 194
8.6 全紡織纏繞式非對稱超級電容器器件的構(gòu)筑及其電化學性能 197
8.7 小結(jié) 200
參考文獻 201
第9章 MoSe2納米花包覆的各向異性脫木素木炭框架 205
9.1 引言 205
9.2 MoSe2納米花包覆的各向異性脫木素木炭框架的制備 207
9.2.1 各向異性脫木素木材框架的制備 207
9.2.2 水熱法制備MoSe2納米花 207
9.2.3 超聲驅(qū)動MoSe2納米花和脫木素木材框架組裝 207
9.3 MoSe2納米花包覆的各向異性脫木素木炭框架的微觀形貌 207
9.4 MoSe2納米花/脫木素木炭框架的晶體結(jié)構(gòu)和化學成分 209
9.5 MoSe2納米花/脫木素木炭框架的電化學性能和儲能機理 211
9.6 非對稱超級電容器器件構(gòu)筑及其電化學性能 213
9.7 小結(jié) 216
參考文獻 216
第10章 多層CuO包覆的各向異性脫木素木炭框架 221
10.1 引言 221
10.2 多層CuO包覆的各向異性脫木素木炭框架的制備 222
10.2.1 各向異性脫木素木炭框架的制備 222
10.2.2 水熱法制備多層CuO 223
10.2.3 球磨法制備脫木素木炭框架/多層CuO復合材料 223
10.3 脫木素木炭框架/多層CuO的設(shè)計策略、微觀形貌和元素分析 223
10.4 脫木素木炭框架/多層CuO的電化學性能和儲能機理 227
10.5 各向異性木炭框架陽極材料的電化學性能 231
10.6 非對稱超級電容器器件構(gòu)筑及其電化學性能 232
10.7 小結(jié) 235
參考文獻 235
第11章 木材及其生物炭支撐微納米電化學活性材料 241
11.1 引言 241
11.2 木材支撐聚苯胺納米棒 242
11.2.1 化學聚合法制備木材支撐聚苯胺納米棒 242
11.2.2 木材支撐聚苯胺納米棒的微觀形貌 243
11.2.3 木材支撐聚苯胺納米棒的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和化學成分 244
11.2.4 木材支撐聚苯胺納米棒的電化學性能 246
11.3 木材衍生的生物炭支撐MnO2納米片 248
11.3.1 溶劑熱法制備木材衍生的生物炭支撐MnO2納米片 248
11.3.2 木材衍生的生物炭支撐MnO2納米片的微觀形貌 248
11.3.3 木材衍生的生物炭支撐MnO2納米片的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和化學成分 250
11.3.4 木材衍生的生物炭支撐MnO2納米片的電化學性能 251
11.4 木材衍生的生物炭支撐聚吡咯納米顆粒 255
11.4.1 化學聚合法制備木材衍生的生物炭支撐聚吡咯納米顆粒 255
11.4.2 木材衍生的生物炭支撐聚吡咯納米顆粒的微觀形貌 256
11.4.3 木材衍生的生物炭支撐聚吡咯納米顆粒的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和化學成分 258
11.4.4 木材衍生的生物炭支撐聚吡咯納米顆粒的電化學性能 259
11.5 小結(jié) 262
參考文獻 262