石墨烯及復(fù)合材料的制備、表征及電化學(xué)性能.pdf

1、石墨烯因其優(yōu)異的導(dǎo)電性與高的比表面積，將其與超級(jí)電容器用的單一電極材料（如過渡金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物）復(fù)合時(shí)，能明顯提升其比電容及改善其在大電流密度下的電容特性（電容倍率、循環(huán)穩(wěn)定性等）。氧化石墨與還原氧化石墨烯表面上帶有一定量的-OH、-COOH、環(huán)氧基等極性官能團(tuán)，具有較好的嵌入化學(xué)特性，易于氫氧化物、氧化物、硫化物結(jié)合形成納米復(fù)合材料，改善單一電極材料的電容特性。
　　 本文中采用超聲剝離法和氧化石墨還原法，分別制備出了還

2、原氧化石墨烯及石墨烯納米片;利用溶劑熱法合成石墨烯相關(guān)復(fù)合材料，包括Ni(OH)2/CoO/rGO、Ni(OH)2/rGO及Co9S8/rGO復(fù)合納米材料。微觀結(jié)構(gòu)表征顯示，在有還原氧化石墨烯(rGO)存在的情況下，復(fù)合材料中的納米粒子不容易發(fā)生團(tuán)聚，反之，在無rGO存在的情況下，合成的Ni(OH)2/CoO與Co9S8嚴(yán)重團(tuán)聚?？梢姡┯欣诜乐辜{米粒子發(fā)生嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象。同時(shí)，對(duì)制備的石墨烯及復(fù)合材料進(jìn)行了相關(guān)性能研究。

3、　　 對(duì)制備的石墨烯的電學(xué)與電化學(xué)性能研究表明，由超聲剝離制備的石墨烯納米片(GNS)的導(dǎo)電性優(yōu)于由氧化還原法制備的石墨烯(rGO)，但是GNS的比電容明顯低于rGO的比電容，同時(shí)，GNS與rGO還表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率特性與良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　 對(duì)于Ni(OH)2/CoO/rGO復(fù)合材料，在同一掃描速率下(5mV/s)，當(dāng)反應(yīng)物的質(zhì)量比為1:13∶26(GO∶Ni(CH3COO)2·4H2O∶Co(CH3COO)2·4H2O)

4、時(shí)，即乙酸鎳與乙酸鈷的摩爾比為1:2時(shí)，復(fù)合材料的比電容最大，高達(dá)1056F/g，50mV·s-1掃描速率下經(jīng)過2000次循環(huán)后，其比電容保持率為84.8％，并且該復(fù)合材料的比電容、倍率及循環(huán)穩(wěn)定性都明顯優(yōu)于相應(yīng)的Ni(OH)2/CoO與Ni(OH)2/rGO復(fù)合納米材料。
　　 對(duì)于Co9S8/rGO復(fù)合材料，當(dāng)反應(yīng)物的質(zhì)量比為1:10.4∶17(GO∶CH4N2S∶Co(CH3COO)2·4H2O)時(shí)，即硫脲與乙酸鈷的摩爾比