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_第1頁
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文檔簡介

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,結構記憶效應等自身優(yōu)勢可以制備出多種組成和功能的LDHs納米片。并且,LDHs因其獨特的結構各向異性,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)結構與性能之間的關聯(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,其由片層結構的Co-Al LDHs和三維網(wǎng)狀結構的GAs組成,復合材料在保持GAs三維網(wǎng)絡結構的基礎上,2D LDHs片層原位在石墨烯片層間生成。三維網(wǎng)狀結構的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)狀結構的Co-Ni-Al LDH/GHAs復合材料,其由片層結構的Co-Ni-Al LDHs和三維網(wǎng)狀結構的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)狀結構的Co-Ni-Al LDH/GHAs復合材料用作超級電容器電極,在電流密度為

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