三維層狀雙金屬氫氧化物-石墨烯復合氣凝膠電化學性能研究.pdf

1、雙金屬氫氧化物(Layer Double Hydroxides-LDHs)，是一種二維層狀的金屬氫氧化物，由于具有層板元素可調(diào)變性，結(jié)構(gòu)記憶效應等自身優(yōu)勢可以制備出多種組成和功能的LDHs納米片。并且，LDHs因其獨特的結(jié)構(gòu)各向異性，低成本，高的比電容和環(huán)境友好性等優(yōu)點已經(jīng)被研究用于超級電容器電極材料。然而，由于其較差的導電性，限制了LDHs的電化學性能。而石墨烯氣凝膠(GAs)其具有比表面積大，穩(wěn)定的化學性能，低成本，對環(huán)境污染小等優(yōu)

2、勢在超級電容器領域內(nèi)優(yōu)勢明顯。因此，為實現(xiàn)LDHs電化學性能的提升，本文構(gòu)造了兩種不同組成的2D LDHs和3D GAs復合材料，復合材料既有2D LDHs高的理論電容的優(yōu)勢，又有3D GAs比表面積高，導電性高的優(yōu)勢，并且著重分析了雙金屬氫氧化物/石墨烯復合氣凝膠(LDH/GHAs)結(jié)構(gòu)與性能之間的關聯(lián)問題，為拓展此類復合材料的實際應用提供較為充足的理論依據(jù)。研究內(nèi)容如下:
　　1、采用冷凍干燥輔助水熱合成的方法合成了三維層狀的

3、Co-AlLDH/GHAs復合材料，其由片層結(jié)構(gòu)的Co-Al LDHs和三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的GAs組成，復合材料在保持GAs三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的基礎上，2D LDHs片層原位在石墨烯片層間生成。三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的Co-Al LDH/GHAs復合材料應用于超級電容器電極材料，在電流密度為1 A·g-1時，比電容為640 F·g-1，在電流密度20 A·g-1時，比電容為302 F·g-1。在電流密度為20 A·g-1時，循環(huán)10000圈后容量保持率高達9

4、7％。
　　2、采用冷凍干燥輔助水熱合成的方法合成了三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的Co-Ni-Al LDH/GHAs復合材料，其由片層結(jié)構(gòu)的Co-Ni-Al LDHs和三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的GAs組成。電子在3D GAs網(wǎng)絡上很快有效的傳遞，然后傳遞到Co-Ni-Al LDHs納米片上，作為傳遞通道，GAs為電子傳遞提供了有效且快速的路徑，進而提高復合材料的導電性能。三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的Co-Ni-Al LDH/GHAs復合材料用作超級電容器電極，在電流密度為