1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
超级电容器是20 世纪七、八十年代发展起来的一种新型储能器件【1】。超级电容器又称超大容量电容器或电化学电容器，是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能元件【2】。由于超级电容器有更高的比电容量，可存储的比电容量为传统电容器的十倍以上；具有更高的比功率；可瞬间释放特大电流；具有充电时间短；充电效率高；循环使用寿命长；无记忆效应；基本无需维护等特点，其可用于各种微电子设备的备用电源以及发光、点火等装置，及电动车辆驱动电源和其它各种需短时大功率放电的场合【3】,并有希望成为21 世纪新型的绿色能源或与电池联用组成电动汽车的混合动力系统。近年来日本、美、欧盟、俄罗斯等国对超大容量离子电容器研究非常活跃[1]。
超级电容器的研究重点在电极材料方面。从材料类别来分可分为：碳及碳的衍生物电极材料、金属氧化物电极材料和导电聚合物电极材料[5]。导电聚合物超级电容器具有高效快速放电、不需要充放电控制电路、长使用寿命、宽的使用温度范围、无污染等特点，属于赝电容[6, 7]。碳材料一般是作为双层电容器，，具体特性如下：高电导率、高比表面积、耐腐蚀、高温稳定性、可控的孔结构、易于处理且与其他材料复合式相容性好、价格低廉[8]。可用做超级电容器的电极的碳材料主要为：粉末活性炭、碳纳米管、炭黑、碳纳米纤维、石墨烯等，其中碳纳米管的优点有：导电性能优于金属铜；且具有高的热稳定性及高的本征迁移率；其比表面积非常大，孔径尺寸分布可调控，电解质离子可在碳纳米管网孔内自由扩散，缺点为碳纳米管主要是形成双电层电容, 比电容量相对赝电容的较小【4】。金属氧化物一般是电极表面及相体中发生氧化还原反应，从而产生吸附电容，因此以金属氧化物为电极材料的电容器通常为法拉第准电容。最先应用于超级电容器的并且性能最好的金属氧化物是氧化钌[9]，但因其来源不广泛、价格昂贵，不利于大规模使用，因此研究人员正在寻找其他金属氧化物做电极材料，如锰的氧化物[10]、镍的氧化物[11]、铁的氧化物[12]等，但性能往往不如氧化钌。其中氧化镍优点为：易于制备，成本低而且制备方法多样如液晶模板电沉积法，液相沉积法，电沉积后热处理法，溶胶凝胶制备ni(oh)2 法。缺点为氧化镍为p型半导体材料, 其导电性较差,所得超级电容器的等效串联电阻较大；以氧化镍作为电极材料时, 超大容量离子电容器的频率响应特性也差【1】。
因此，为了充分发挥碳纳米管和氧化镍两者在结构、性能方面的优势而避开不足, 本课题的目的合成碳纳米管与氧化镍复合材料，用来来制备超级电容器电极。
2. 研究的基本内容和问题
1、用水热反应合成含氢氧化镍和氧化镍的片层结构的碳纳米材料。
2、研究碳纳米管、镍、pss的适合比例，以得到较为单一的复合材料，
3、研究不同反应体系对镍化合物的构型的影响，
3. 研究的方法与方案
一、复合材料的制备：
一定量的碳纳米管与超纯水混合，超声半个小时，加入pss，继续超声半个小时，加入适量的硝酸镍溶液，搅拌30分钟，加入不同的介质容液，搅拌30分钟，将混合液转入水热反应釜，130℃，反应24小时，10000转/min，2小时离心分离，沉淀用超纯水洗三次，在真空相中干燥80℃，得含氢氧化镍的复合材料。介质分别为尿素、氨水、六次甲基四胺。取部分复合材料，在管式炉中以1℃/min，升温至250℃，保持3小时，得含氧化镍的复合材料。
二、碳纳米管、pss、镍离子最优配比的研究
4. 研究创新点
1.氧化镍和碳纳米管结合
2.加入pss（聚苯乙烯磺酸钠）
3.水热反应溶剂的选择
5. 研究计划与进展
2015.9-2015.11查文献找资料，写出实验的具体方案；
2016.12-2016.2 进行开题报告
2016.2-2016.5接受老师的指导，独立完成实验；
