1. 研究目的与意义
多孔纳米材料具有重要应用价值，尤其是作为世界上已知密度最低的人造发泡物质-气凝胶（Aerogel），其超低的密度、良好的柔韧性及高机械强度，使其应用于隔热材料、导电多孔储能器件以及化学催化等领域。
金属纳米线具有高的比表面积和电导率，而且其具有规则的晶体结构和柔顺的机械性能，是一种理想的电极材料。
超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件。
2. 课题关键问题和重难点
通过化学修饰和电化学方法生长过渡金属氧化物，构筑电化学双层和赝电容复合电极，提高其电化学电容，创新性利用金属纳米材料的特性，在传统电极的基础上开拓出具有优异电化学性能的电极材料。
由于银表面易被氧化、腐蚀，造成电气性能下降、表面电阻增大；同时因银纳米线表面较大、自由能较高，会自发地发生团聚现象，以凝聚形态存在；且与高聚物间的相容性较差，严重影响纳米银的分散性能，从而影响复合材料的使用性能。
难点及对应方案：1）Ag-Au纳米复合沉积在银纳米线表面上的厚金鞘防止氧化和银离子浸出，使得复合物具有生物相容性和高导电性。
3. 国内外研究现状（文献综述）
.概述气候变化和化石燃料的有限可用性极大地影响了世界经济和生态。
随着便携式电子设备市场的快速增长和混合动力电动汽车的发展，对环境友好型高功率能源的需求不断增加和迫切。
纳米材料自20世纪50年代第一次被公众所得知，到70年代出现不同的有关纳米科技的研究，科学家们对纳米科技的研究逐渐深入。
4. 研究方案
大规模合成金纳米线，并研究开发金-银双金属核壳纳米线、铜纳米线的合成方法，并利用聚乙烯醇（PVA）与纳米线复合后通过低温冷冻干燥方法来制备多孔气凝胶，通过TEM、SEM来表征其结构。
然后利用电化学工作站和电沉积方法，在纳米线气凝胶上电镀二氧化锰颗粒，通过控制不同的二氧化锰生长时间来制备一系列超级电容器，并研究结构与电容之间的关系；用电化学工作站对超级电容器进行一系列电化学表征。
通过循环伏安曲线在不同扫描速度下研究其比电容（Specific Capacitance），通过恒电流充放电曲线（Galvanostatic Charge-discharge）研究充放电可逆性和循环寿命，通过交流阻抗曲线（EIS）研究溶液电阻和扩散阻抗等参数，同时结合电镜对二氧化锰沉积率进行表征，研究其电容性能和结构之间的关系。
5. 工作计划
1.2022年8月-2022年12月：开发纳米线的大规模合成技术，解决合成过程中纳米线容易聚集无法分散的缺点；2.2022年1月-2022年2月：通过与PVA的有效复合，在不影响其导电性的情况下，研究其内部多孔结构对机械性能的影响，构筑具有超低密度、高导电性和拉伸强度的复合多孔气凝胶；3.2022年3月-2022年4月：研究铜纳米线气凝胶和电镀二氧化锰颗粒的结构特征对电容性能的影响；4.2022年4月-2022年5月：实现电极材料在大电流密度下的高能量高功率密度储能能力，综合分析并总结成果，撰写论文。
