Giới thiệu
Luận văn Thạc sĩ này tập trung vào việc phát triển một phương pháp tổng hợp vật liệu composite Mangan Dioxit/Graphene (MnO2/Graphene) hiệu quả, chi phí thấp và quy trình thực hiện đơn giản. Vật liệu composite này được chế tạo bằng phương pháp tẩy lớp điện hóa tăng cường plasma (plasma-enhanced electrochemical exfoliation) sử dụng dung dịch điện ly từ tiền chất KMnO4.
Các vật liệu composite MnO2/Graphene đã được đặc trưng bằng các kỹ thuật như kính hiển vi điện tử quét (SEM), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), nhiễu xạ tia X (XRD), phổ Raman, và phổ quang điện tử tia X (XPS). Đồng thời, các đặc tính điện hóa của chúng cũng được đánh giá để xác định tiềm năng ứng dụng.
Kết quả nghiên cứu cho thấy vật liệu composite MnO2/Graphene đạt được điện dung riêng là 217.0 F g-1 ở mật độ dòng 2 A g-1, cao gấp khoảng ba lần so với graphene nguyên chất (47.0 F g-1). Đáng chú ý, khả năng lưu giữ điện dung của vật liệu này duy trì trên 80% sau 3000 chu kỳ sạc/xả. Sự cải thiện hiệu suất điện hóa được cho là nhờ vào hiệu ứng cộng hưởng giữa các hạt nano MnO2 và các tấm graphene.
Để đánh giá khả năng ứng dụng thực tế, một siêu tụ điện đối xứng đã được chế tạo và thử nghiệm. Siêu tụ điện này đạt được điện dung riêng cao nhất là 130.9 F g-1 ở mật độ dòng 2.5 A g-1. Nhìn chung, công trình này đề xuất một phương pháp mới, hiệu quả, tiết kiệm thời gian và thân thiện với môi trường để tổng hợp vật liệu composite MnO2/Graphene cho ứng dụng siêu tụ điện.
Thông tin chi tiết
- Tên đề tài: Chế tạo vật liệu composite Mangan Dioxit/Graphene bằng phương pháp tẩy lớp điện hóa tăng cường plasma và đánh giá hiệu suất điện hóa
- Ngành: Công nghệ Nano
- Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận văn trình bày phương pháp mới, đơn giản, hiệu quả và thân thiện với môi trường để tổng hợp vật liệu composite MnO2/Graphene bằng phương pháp tẩy lớp điện hóa tăng cường plasma. Vật liệu này đã được đặc trưng và đánh giá hiệu suất điện hóa cho ứng dụng siêu tụ điện, cho thấy kết quả đầy hứa hẹn.
Mục lục chi tiết:
- Trang Tiêu đề
- Mục lục
- Danh mục hình
- Danh mục bảng
- Danh mục các từ viết tắt
- Lời cảm ơn
- Tuyên bố
- Tóm tắt
- Chương 1: Tổng quan
- 1.1. Lưu trữ năng lượng điện hóa
- 1.1.1. Siêu tụ điện
- 1.2. Vật liệu điện cực cho siêu tụ điện
- 1.2.1. Vật liệu composite MnO2/Graphene
- 1.2.1.1. Phản ứng oxy hóa-khử trực tiếp
- 1.2.1.2. Trộn cơ học dựa trên dung dịch
- 1.2.1.3. Các phương pháp khác
- 1.3. Nghiên cứu tại Việt Nam
- Chương 2: Vật liệu và Phương pháp
- 2.1. Hóa chất và thuốc thử
- 2.2. Chế tạo vật liệu composite MnO2/Graphene
- 2.3. Chế tạo điện cực Graphene và GM1
- 2.4. Chế tạo siêu tụ điện đối xứng (GM1//GM1)
- 2.5. Đặc trưng vật liệu
- 2.6. Phân tích điện hóa
- Chương 3: Kết quả và Thảo luận
- 3.1. Đặc trưng vật liệu composite MnO2/Graphene
- 3.2. Cơ chế đề xuất cho phương pháp PE3P
- 3.3. Hiệu suất điện hóa
- 3.4. Siêu tụ điện đối xứng
- Kết luận
- Danh mục công bố khoa học
- Tài liệu tham khảo