高含氮量石墨烯超级电容器电极材料的制备及性能研究的任务书.docx

高含氮量石墨烯超级电容器电极材料的制备及性能研究的任务书
任务书
一、研究背景及意义
能源与环境问题是全球最突出的问题之一，而电能储存装置是其中一个关键问题。目前，锂离子电池是电能储存装置的主流技术，但其能量密度和功率密度无法满足高端应用的需求。因此，超级电容器因其高功率密度、快速充放电速率、长循环寿命等优点逐渐受到广泛关注，并成为一种新型的可靠、绿色、高效的电能储存装置。超级电容器的电极材料直接影响其电化学性能和使用寿命，因此，研究新型高效的电极材料对超级电容器技术的发展具有重要意义。
石墨烯是一种高表面积、高导电性、高机械强度的二维材料，近年来被广泛研究用于超级电容器电极材料的制备。然而，石墨烯本身的电容量较低，其市场应用受到一定限制。因此，如何提高石墨烯电容量是目前研究的热点之一。
本研究的目的是开发制备高含氮量石墨烯超级电容器电极材料，并测试其电化学性能。通过研究高含氮量石墨烯超级电容器电极材料的制备工艺、电化学性能和应用前景，为超级电容器技术的研究提供新的思路和方向，促进超级电容器技术的发展。
二、研究内容
1.高含氮量石墨烯的制备。采用改进的Hummers氧化法和高温还原法制备高含氮量石墨烯。通过对石墨烯的表面氮化改性，进一步增加石墨烯的电容量。
2.高含氮量石墨烯超级电容器电极材料的制备。将制备的高含氮量石墨烯与聚苯胺、聚吡咯等导电聚合物混合制备成电极材料。
3.电化学性能测试。采用循环伏安法、恒流充放电法、电容量测试等方法对高含氮量石墨烯超级电容器电极材料的电化学性能进行测试。
4.应用前景评估。通过对高含氮量石墨烯超级电容器电极材料的电化学性能测试，结合市场需求和竞争状况，评估其应用前景，并提出进一步改进的建议。
三、研究计划
1.前期准备与文献调研：2个月。在文献调研的基础上，确定高含氮量石墨烯的制备方法和超级电容器电极材料的制备方案，制定研究计划，并采购实验所需的试剂和仪器设备。
2.高含氮量石墨烯的制备：3个月。采用改进的Hummers氧化法和高温还原法制备高含氮量石墨烯，并进行表面氮化改性。
3.高含氮量石墨烯超级电容器电极材料的制备：2个月。将制备好的高含氮量石墨烯与导电聚合物混合制备成电极材料。
4.电化学性能测试：6个月。采用循环伏安法、恒流充放电法、电容量测试等方法对样品进行测试，并对测试数据进行分析和处理。
5.应用前景评估：1个月。基于电化学性能测试结果，结合市场需求和竞争状况，评估高含氮量石墨烯超级电容器电极材料的应用前景，并提出进一步改进的建议。
四、研究任务分配
1.高含氮量石墨烯的制备：1名研究助理。
2.高含氮量石墨烯超级电容器电极材料的制备：1名研究助理和1名实验技术员。
3.电化学性能测试：1名研究助理和1名实验技术员。
4.应用前景评估：1名研究助理和1名实验技术员。
五、研究成果
1.高含氮量石墨烯超级电容器电极材料的制备工艺和电化学性能。
2.一篇学术论文，可供相关行业参考。
3.研究报告和技术总结。
六、经费预算
本项目包含人员工资、试剂和仪器设备等费用，共计50万元。其中，人员工资占总经费的50%左右，试剂和仪器设备占总经费的30%左右，其他费用占总经费的20%左右。