论文部分内容阅读
TiO2纳米管阵列因其无毒、价格低廉、化学性能稳定、资源丰富等优点在解决环境污染与能源问题方面受到人们的广泛关注。本文以TiO2纳米管阵列为平台，一方面利用合适的电化学沉积技术将Cu2O纳米颗粒沉积到TiO2纳米管内构筑可见光响应的Cu2O/TiO2纳米管异质结光催化剂;另一方面选取锰的氧化物作为活性物质修饰到TiO2纳米管内制备高超电容性能的电极材料。本文主要研究成果如下: (1)采用脉冲和方波伏安法两种不同电化学沉积工艺，将Cu2O纳米颗粒沉积到TiO2纳米管内构筑了可见光响应的Cu2O/TiO2纳米管异质结光催化剂。系统研究了电化学沉积工艺参数与异质结的形貌和光催化性能间的关系并探讨了光催化和光电催化的机理。 (2)利用一步化学浴沉积法合成了高电容活性的Mn3O4/TiO2纳米管复合材料，研究了沉积时间与电极的超电容性能的关系。沉积时间为3h得到的电极的性能最优、稳定性最好，在1 A/g的恒电流充放电下得到570 F/g的比电容且经过2000圈循环测试后比电容只减小1.8％。 (3)通过水热合成法合成了高超级电容性能的MnO2/TiO2纳米管电极，并将此电极构筑成对称的全固态超级电容器。这种对称的全固态超级电容器的电压窗口可以扩大到1.6V,在400 W/kg的功率密度下的能量密度可达18.98 Wh/kg，并且表现出卓越的循环稳定性、在5000圈循环恒电流充放电测试后比电容保留在91.5％。