1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，具有快速充放電，長久循環(huán)壽命，高功率密度的超級電容器逐漸作為能源儲存中不可或缺的設(shè)備之一。然而其較低的容量性質(zhì)以及較低的能量密度成為制約超級電容器發(fā)展的主要因素。超級電容器性能的好壞主要由電極材料自身的性質(zhì)及其結(jié)構(gòu)所決定。電極材料的選擇以及電極結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)將有利于超級電容器性能的提高。本論文以天然生物質(zhì)作為前驅(qū)體，將高溫煅燒得到的中空碳微管，分別通過KOH與空氣活化的方式獲得具有較大比表面積的多孔材料，并與具有高導(dǎo)

2、電性的金屬硫化物進(jìn)行復(fù)合，設(shè)計(jì)合成具有特殊結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合材料，提高電極材料的整體性能。具體內(nèi)容如下：
　?。?）以燈芯草作為前驅(qū)體，通過高溫煅燒獲得三維中空的生物碳微管，在此基礎(chǔ)上，分別通過KOH活化以及空氣活化的方式得到具有高比表面積的多孔活性炭。并將其應(yīng)用于對稱超級電容器中，研究發(fā)現(xiàn)，通過空氣活化得到的多孔碳管很大程度上能夠保持材料原有的骨架結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對雙電層電容性質(zhì)的改善。
　　（2）以上述制得的生物碳微管作為基底，采

3、用兩步水熱法，合成具有不同結(jié)構(gòu)的C/NiCo2S4復(fù)合材料?；诳驴线_(dá)爾效應(yīng)，通過改變第二步水熱的反應(yīng)時間，控制合成具有管中管結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。對該電極的結(jié)構(gòu)以及組成進(jìn)行詳細(xì)的表征，研究發(fā)現(xiàn)Ni、Co、S均勻的分布在碳管的周圍，而NiCo2S4納米管像草一樣附著在碳管的內(nèi)側(cè)與外壁。通過BET表征發(fā)現(xiàn)其復(fù)合結(jié)構(gòu)具有較大的比表面積以及豐富的孔洞分布。將其用作超級電容器電極材料，探究其電化學(xué)性能。研究表明，含特殊管狀結(jié)構(gòu)的C/NiCo2S4表現(xiàn)

4、出較快的反應(yīng)動力學(xué)，受益于結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，管中管復(fù)合材料可獲得較高的容量以及較好的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。這項(xiàng)研究為特殊形貌結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及高性能電極材料的制備提供了有價值的思路。
　?。?）以上述制得的多孔碳微管作為基底，通過水熱法以及高溫硫化法，控制Ni/Co的摩爾比例，獲得一系列具有不同形貌的C/NixCo1-xS1.097（0≤x<1）復(fù)合材料。相關(guān)的物相表征表明，當(dāng)x值為0.6時，C/Ni0.6Co0.4S1.097具有穩(wěn)定的納