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碳纳米复合多孔材料的制备及其在超级电容器中的应用的任务书
任务书
题目：碳纳米复合多孔材料的制备及其在超级电容器中的应用
研究背景：
超级电容器是一种新型的电能存储器件，具有高能量密度、高功率密度、长循环寿命等特点，被广泛应用于电力系统、交通运输、智能卡等领域。作为超级电容器的核心材料，电极材料的性能关键性质的改善是目前研究的重点。碳纳米材料是目前研究的热点，具有较高的比表面积、导电性和化学稳定性，使其在电化学能量存储的性能中具有较大的优势。
研究目的：
（1）制备具有高比表面积、高孔隙度和较好机械稳定性的碳纳米复合多孔材料；
（2）探究不同制备工艺对碳纳米复合多孔材料结构和性质的影响；
（3）研究碳纳米复合多孔材料在超级电容器中的应用，评估其电化学性能。
研究内容：
（1）制备碳纳米复合多孔材料：采用模板法、水热法等方法制备具有高比表面积、高孔隙度和较好机械稳定性的碳纳米复合多孔材料；
（2）表征碳纳米复合多孔材料结构和性质：采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、氮气吸附-脱附等技术对材料的形貌、晶体结构、比表面积、孔结构等进行表征；
（3）研究碳纳米复合多孔材料在超级电容器中的应用：采用循环伏安法（CV）、电化学阻抗谱（EIS）等技术对材料的电化学性能进行测试，并与传统电极材料进行比较分析。
研究意义：
本研究将制备具有高比表面积、高孔隙度和较好机械稳定性的碳纳米复合多孔材料，并探究不同制备工艺对材料结构和性质的影响。此外，研究其在超级电容器中的应用，并评估其电化学性能。本研究的成果将有助于开发性能更好的电极材料，并为超级电容器的应用提供新的思路。
研究步骤：
（1）文献调研，了解碳纳米复合多孔材料的制备方法和应用领域；
（2）选择适合的碳纳米复合多孔材料制备方法，进行样品制备；
（3）采用SEM、TEM、XRD、氮气吸附-脱附等技术对样品进行表征；
（4）采用CV、EIS等技术研究样品的电化学性能；
（5）分析实验结果，总结结论，撰写论文。
计划进度：
（1）第一阶段：文献调研、样品制备、结构表征和性能测试（三个月）；
（2）第二阶段：数据统计和分析、结果总结和讨论（两个月）；
（3）第三阶段：撰写论文并进行修改（一个月）。
参考文献：
[1]Li,X.,Zhao,X.,Wu,Y.,etal.(2020).“ConstructingbranchedMoS2nanorods@3Dhierarchicalcarbonnetworkswithultralongcyclestabilityasahigh-energysupercapacitorelectrode.”JournalofMaterialsChemistryA,8(15),7311-7323.
[2]Zhou,H.,Zhang,H.,Xing,L.,etal.(2019).“Self-templatesynthesisofhierarchicalporousworm-likehydrogenatedcarbonnanofibersforhigh-performancesupercapacitors.”JournalofPowerSources,438,227042.
[3]Xie,Y.,Long,T.,Xiang,J.,etal.(2020).“Constructionofnitrogen-dopedcarbonnanospheresanchoredonpolypyrrolecoatedMnO2nanosheetasahigh-performancesupercapacitorelectrodes.”ElectrochimicaActa,328,135068.