mnco2o4复合材料制备及电化学应用【字数：11041】
摘 要 本文研究了MnCo2O4的电催化性能和超导性能，论述了这种复合材料的制备过程，课题着重对MnCo2O4的电化学性能进行研究。利用复合材料的制备方法--水热合成法制备MnCo2O4复合电极材料，然后用SEM,XRD观察所制备材料的微观组成结构，对其结构进行表征。采用恒定电流充放电测试，循环伏安测试和交流阻抗测试等电化学测试手段研究MnCo2O4电催化性能和超导性能特征。在1.2A的电流条件下，进行充放电测试，得到MnCo2O4的质量比容量为0.35。进行HER,OER测试，得出MnCo2O4的开启电压为1.2V,开启电流为0.1A。经过一系列的结构表征和对比的性能测试可知，MnCo2O4相比较制备之前的Co3O4，其比容量得到了大大的提高，导电性能变得更加优异。磷化之后的MnCo2O4复合电极材料具有极好的催化性能，且具有很好的稳定性。
目 录
1.绪论 1
1.1引言 1
1.1.1论文研究的背景与现状 1
1.1.2超级电容器的应用发展前景 1
1.1.3二元氧化物基本性能特征和发展前景 2
1.2混合物质的合成方法 2
1.2.1水热合成法 2
1.2.2微波法 3
1.2.3 沉淀法 3
1.3论文课题的工作内容 3
2．实验部分 3
2.1实验的主要药品和仪器设备 4
2.1.1实验所用的药品 4
2.1.2 实验的主要仪器 4
2.2水热合成法 6
2.3制备样品的表征 6
2.3.1扫描电镜实验 6
2.3.2 X射线衍射分析 7
2.4电极材料的电化学测试 7
2.4.1 循环伏安测试 7
2.4.2恒流充放电测试 7
2.4.3交流阻抗测试 8
2.5本章小结 8
3．水热合成法制备MnCo2O4 9
3.1 水热合成法 9
3.2 样品的制备 9
4．MnCo2O4的磷化和电化学性能测试 11
4.1磷化反应 11
4.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
扫描电镜实验 11
4.3电化学性能测试 12
4.3.1 循环伏安测试 14
4.3.2恒流充放电测试 15
4.3.3交流阻抗测试 16
4.3.4 复合材料催化性能测试 17
5．总结 19
参考文献 21
致谢 23
1. 绪论
1.1引言
1.1.1论文研究的背景与现状
在现代社会中，电能是不可或缺的极为便利的很清洁的可再生的能源，它是促进科学技术发展，国民经济飞跃的重要推动力量。21世纪的今天，电力电子与电能的大力发展在工业生产，交通运输与环境保护中起着非常重要的作用。目前来说，太阳能光伏发电，水力发电和风力发电是很清洁的产生电能的方式，对于它们的研究和应用还是比较多的。
随着高新技术的发展，人民生活水平的日益提高，工业生产和国民经济的发展对电能量的需求越来越高。传统的工业发展中，主要是通过燃烧煤炭进行发电，这不仅需要大量的不可再生的煤炭资源，同时在发电过程中，产生了大量的污染物质，对地球上的自然环境造成了大量的污染，影响了人类的健康和正常的生活工作。地球上存在的煤，石油和天然气资源是有限的，它们属于不可再生能源，工业生产中的大量需求使得化石能源急剧减少，资源逐渐枯竭。因此，研究成本低，绿色无污染的能源物质成为现在研究的主要课题。
1.1.2超级电容器的应用发展前景
在社会高度发展的今天，随着一些电子设备的快速发展，人们对低成本大功率无污染的环境友好型电子设备的需求量越来越大。
在电化学测量的相关实验中，需要控制实验变量和实验条件，凸显出其中一个变量对实验的影响，降低或者消除其他基本过程的影响，通过研究总的电极过程研究这一基本过程。这即为进行电化学测量的基本原则。
双电容电容器的工作原理主要是电极与电解液之间会形成双电层，电容器就通过这个双电容来储存正负离子，储存能量。当电极与电解质接触的时候，液固界面上就会出现比较稳定的正负电荷，这是库仑力原子间的作用力或者分子间的作用力导致的。
超级电容器是一种目前比较新的电能储存器件，超级电容器的电量非常大，它的电量可以达到数千法拉。与此同时，它不仅具有静电电容器的高放电功率优势，同时具有像电池一样的比较大的电荷储存能力。电极材料具有好的导电性能拥有较大的比电容值以及好的循环稳定性能，是21世纪的材料科学领域中研究比较广泛的一种物质。
目前来说，超级电容器在风力发电系统，太阳能光伏组件以及新能源汽车发展中都具有很大的应用。超级电容器在新能源领域并不是一个陌生的词汇,它在新能源领域中有着很大的应用和发展前景。实际的科学研究中，超级电容器已经在新能源领域发展了几十年，虽然他的应用形式同电池有很大的不同，但在实际应用生活中被电池代替的情况也很多此外超级电容器还面临成本高昂，技术的操作研究难度大的劣势。即使这样，超级电容器在研究技术上如果一旦取得突破，它会对新能源科学领域的发展起到很重要的作用，成为新能源发展的中坚力量。因此，即使对超级电容器的研究有很多困难，但攻克它的意义非常重大。
1.1.3二元氧化物基本性能特征和发展前景
二元氧化物是指氧元素与另外一种元素组成的二元化合物。例如水，氧化铁，氧化钠等等。世界上存在的千千万万的化合物质都具有一定的特性，其特性与它所包含的元素或者离子有很大的不同，与其他类别的化合物也不相同。目前自然界中存在的化合物质千千万万，有一部分本来就有，而其他的绝大多数化合物都是人们在工业生产和日常生活中合成的。这篇论文中所研究的是二元金属氧化物，通过水热合成法的材料制备方法合成MnCo2O4,以提高物质的导电性和催化性能。
廉价有效的氧化还原反应催化剂的开发已成为当前研究的热点之一。在此，我们设计了一种新型的掺杂MnCo2O4的纳米复合材料，该复合材料是通过简单的水热合成法制备合成的。通过一系列的电化学测试方法，比如循环伏安法和恒定电流充放电以及交流阻抗实验研究，结果表明，合成的二元金属氧化物可显著提高电催化活性。
目 录
1.绪论 1
1.1引言 1
1.1.1论文研究的背景与现状 1
1.1.2超级电容器的应用发展前景 1
1.1.3二元氧化物基本性能特征和发展前景 2
1.2混合物质的合成方法 2
1.2.1水热合成法 2
1.2.2微波法 3
1.2.3 沉淀法 3
1.3论文课题的工作内容 3
2．实验部分 3
2.1实验的主要药品和仪器设备 4
2.1.1实验所用的药品 4
2.1.2 实验的主要仪器 4
2.2水热合成法 6
2.3制备样品的表征 6
2.3.1扫描电镜实验 6
2.3.2 X射线衍射分析 7
2.4电极材料的电化学测试 7
2.4.1 循环伏安测试 7
2.4.2恒流充放电测试 7
2.4.3交流阻抗测试 8
2.5本章小结 8
3．水热合成法制备MnCo2O4 9
3.1 水热合成法 9
3.2 样品的制备 9
4．MnCo2O4的磷化和电化学性能测试 11
4.1磷化反应 11
4.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
扫描电镜实验 11
4.3电化学性能测试 12
4.3.1 循环伏安测试 14
4.3.2恒流充放电测试 15
4.3.3交流阻抗测试 16
4.3.4 复合材料催化性能测试 17
5．总结 19
参考文献 21
致谢 23
1. 绪论
1.1引言
1.1.1论文研究的背景与现状
在现代社会中，电能是不可或缺的极为便利的很清洁的可再生的能源，它是促进科学技术发展，国民经济飞跃的重要推动力量。21世纪的今天，电力电子与电能的大力发展在工业生产，交通运输与环境保护中起着非常重要的作用。目前来说，太阳能光伏发电，水力发电和风力发电是很清洁的产生电能的方式，对于它们的研究和应用还是比较多的。
随着高新技术的发展，人民生活水平的日益提高，工业生产和国民经济的发展对电能量的需求越来越高。传统的工业发展中，主要是通过燃烧煤炭进行发电，这不仅需要大量的不可再生的煤炭资源，同时在发电过程中，产生了大量的污染物质，对地球上的自然环境造成了大量的污染，影响了人类的健康和正常的生活工作。地球上存在的煤，石油和天然气资源是有限的，它们属于不可再生能源，工业生产中的大量需求使得化石能源急剧减少，资源逐渐枯竭。因此，研究成本低，绿色无污染的能源物质成为现在研究的主要课题。
1.1.2超级电容器的应用发展前景
在社会高度发展的今天，随着一些电子设备的快速发展，人们对低成本大功率无污染的环境友好型电子设备的需求量越来越大。
在电化学测量的相关实验中，需要控制实验变量和实验条件，凸显出其中一个变量对实验的影响，降低或者消除其他基本过程的影响，通过研究总的电极过程研究这一基本过程。这即为进行电化学测量的基本原则。
双电容电容器的工作原理主要是电极与电解液之间会形成双电层，电容器就通过这个双电容来储存正负离子，储存能量。当电极与电解质接触的时候，液固界面上就会出现比较稳定的正负电荷，这是库仑力原子间的作用力或者分子间的作用力导致的。
超级电容器是一种目前比较新的电能储存器件，超级电容器的电量非常大，它的电量可以达到数千法拉。与此同时，它不仅具有静电电容器的高放电功率优势，同时具有像电池一样的比较大的电荷储存能力。电极材料具有好的导电性能拥有较大的比电容值以及好的循环稳定性能，是21世纪的材料科学领域中研究比较广泛的一种物质。
目前来说，超级电容器在风力发电系统，太阳能光伏组件以及新能源汽车发展中都具有很大的应用。超级电容器在新能源领域并不是一个陌生的词汇,它在新能源领域中有着很大的应用和发展前景。实际的科学研究中，超级电容器已经在新能源领域发展了几十年，虽然他的应用形式同电池有很大的不同，但在实际应用生活中被电池代替的情况也很多此外超级电容器还面临成本高昂，技术的操作研究难度大的劣势。即使这样，超级电容器在研究技术上如果一旦取得突破，它会对新能源科学领域的发展起到很重要的作用，成为新能源发展的中坚力量。因此，即使对超级电容器的研究有很多困难，但攻克它的意义非常重大。
1.1.3二元氧化物基本性能特征和发展前景
二元氧化物是指氧元素与另外一种元素组成的二元化合物。例如水，氧化铁，氧化钠等等。世界上存在的千千万万的化合物质都具有一定的特性，其特性与它所包含的元素或者离子有很大的不同，与其他类别的化合物也不相同。目前自然界中存在的化合物质千千万万，有一部分本来就有，而其他的绝大多数化合物都是人们在工业生产和日常生活中合成的。这篇论文中所研究的是二元金属氧化物，通过水热合成法的材料制备方法合成MnCo2O4,以提高物质的导电性和催化性能。
廉价有效的氧化还原反应催化剂的开发已成为当前研究的热点之一。在此，我们设计了一种新型的掺杂MnCo2O4的纳米复合材料，该复合材料是通过简单的水热合成法制备合成的。通过一系列的电化学测试方法，比如循环伏安法和恒定电流充放电以及交流阻抗实验研究，结果表明，合成的二元金属氧化物可显著提高电催化活性。
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