LaMO3（M=Co、Fe、Cr）基纳米材料的制备与电化学性能研究.pdf

摘要

摘要

超级电容器具有容量大、使用周期长、绿色环保、充放电速率快等优点，作为传

统电容器和电池之间的桥梁，以其优异的综合性能脱颖而出。超级电容器的储能性能

主要受电极材料的影响，传统的过渡金属氧化物如BiO、FeO由于电导率低和循环

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稳定性差而在超级电容器中受到严重限制。寻找新型的过渡金属氧化物材料以提升超

级电容器的电化学性能是研究人员面临的一项新挑战。钙钛矿结构氧化物以其独特的

晶体结构和丰富的物理化学性质备受关注，在离子溶液中通过氧插入机理发生可逆氧

化还原反应，实现了赝电容的储存电荷，被视为制备高能量和高功率密度超级电容器

的新方向。因此，深入研究钙钛矿氧化物材料的微观结构与电化学性能对于超级电容

器技术的发展至关重要。基于此，本文选择LaMO(MCo、Fe和Cr)体系为研究对象，

3

通过不同材料制备方法改变形貌和元素掺杂来提高钙钛矿氧化物材料的氧空位浓度来

提升材料的电化学性能。主要研究内容及结果如下：

(1)LaCoFeO纳米材料的制备与电化学性能研究

1-xx3

采用溶胶凝胶法和静电纺丝法制备LaCoFeO(x0,0.05,0.1,0.15)系列样品，在

1-xx3

X(XRD)(SEM)(BET)X

射线衍射仪、扫描电子显微镜、比表面与孔隙度分析仪、射线

光电子能谱仪(XPS)和电化学工作站等设备上表征样品的微观结构、晶格结构、比表面

积、元素价态及电化学性能。测试结果表明元素掺杂能够增大材料比表面积和氧空位

浓度，其中LaCoFeO样品的电化学性能最优。溶胶凝胶法制备的LaCoFeO(x0,

0.90.131-xx3

0.05,0.1,0.15)纳米颗粒的比电容最大为270F/g，静电纺丝法制备的LaCoFeO(x0,

1-xx3

0.05,0.1,0.15)纳米纤维样品因为其独特的纳米管结构而具有更好的电化学性能，其中

LaCoFeO纳米纤维比电容最大，为324F/g。

0.90.13

(2)LaAFeO和LaFeMnO纳米颗粒的制备与电化学性能研究

1-xx31-xx3

通过溶胶凝胶法合成LaAFeO(ASr,Ca,x0,0.1,0.15,0.2)和LaFeMnO(x0,

1-xx31-xx3

0.1,0.15,0.2)XRDSEMBETXPS

系列纳米颗粒，通过、、和对样品的微观结构、晶格

结构、比表面积及元素价态进行分析，电化学工作站测试上述系列样品的电化学性能。

测试结果表明A位和B位元素的掺杂实现了对LaFeO体系氧空位的调控，提升了该

3

CaLaFeO

体系的电化学性能。电化学性能测试结果表明：掺杂的3的电化学性能最好，

LaCaFeO的比电容最大为451F/g，而LaSrFeO和