随着全球经济的发展,地球上不可再生资源的消耗速度日益加快,人类在不久的将来面临资源枯竭、环境污染严重的现状。人类正在寻求新的经济、清洁、高效、环保的能源和一种新型的大容量的储能装置。超级电容器作为新一代的储能器件,具有功率密度高、容量大、循环寿命长、安全性高等优点,备受各国人民的广泛关注。超级电容器的研究核心是电极材料的研究,寻找一种能量密度大,功率密度高,价格低廉以及对环境污染小的电极材料成为科研学者们的研究重点。当前超级电容器电极材料的研究主要是多孔碳材料、过渡金属氧化物、导电聚合物。碳材料价格低廉、稳定性好,但是性能差。过渡金属氧化物电化学性能良好,但是稳定性差。导电聚合物在充放电过程中容易出现膨胀稳定性差、安全性低。虽然过渡金属氧化物导电性差,但是能提供比碳材料更高的能量密度,比导电聚合物稳定性更高,因此过渡金属氧化物是目前研究最热的超级电容器材料之一。三氧化钼作为一种层状结构的过渡金属氧化物,其理论比电容为2700 Fg-1,具有很大比电容,对于将三氧化钼作为研究超级电容器材料具有很大的前景。目前报道出的三氧化钼比电容值都低于理论值的50%,所以在性能上还有很大的提升空间,对于如何提高三氧化铝作为超级电容器材料的电化学性能也是目前研究较为热门的方向之一,值得进一步深入研究。本文的研究主要是基于三氧化钼及其碳复合物在超级电容器上的应用。具体工作如下:(1)三氧化钼的合成及其电化学性能的研究。通过简单的水热法一步合成三氧化钼,然后将其在500℃下退火12小时得到制备超级电容器所需的具有堆叠结构的三氧化钼活性物质。经过对其化学性质的研究得到在电流密度为2 Ag-1时,比电容可以为1417 Fg-1,材料的能量密度为126 Whkg-1,功率密度为800 Wkg-1,但是不足的是材料的循环稳定性不好,在电流密度为10 Ag-1时,循环充放电2000次后电容保持率仅仅为60%。(2)三氧化钼和活性炭复合材料的合成及其电化学性能的研究。在高温高压条件下,将四水合钼酸铵((NH4)6Mo7O24 · 4H20)与0.16 g的活性炭通过水热法合成Mo03/C复合物,所制备的复合物具有片状结构,尺寸大小不一。实验结果表明,在电流密度为1Ag-1时,三氧化钼和活性炭复合物的比电容可以达到251 Fg-1。在电流密度为5 Ag-1,窗口电压为1V时,经过2000次循环充放电后,电容保持率为100%。三氧化钼和活性炭复合物的能量密度最大可达34.86 Whkg-1,功率密度为 500 Wkg-1。