石墨烯-RuO2復合材料的制備及在超級電容器中的電化學性能.pdf

1、石墨烯是由單層碳原子呈蜂窩狀有序排列成的,具有獨特的電學、熱學、力學和光學性能。石墨烯具有發(fā)達的比表面積(2630m2/g),不僅自身就是理想的雙電層電容器電極材料,而且非常適合用做載體,對氧化釕的分散性很高,制備的復合材料也是先進的超級電容器電極材料;二維片層結(jié)構(gòu)使石墨烯很適合造孔,刻蝕活化后的石墨烯有更發(fā)達的孔隙,更多的離子通道,因而電容比未刻蝕活化的石墨烯高。
　　本文采用改進的Hummer法制備了高度氧化的石墨,通過高溫瞬

2、間膨脹除去大部分的含氧官能團,通過分析對比得到最佳膨脹溫度為800oC。制得的石墨烯在原子力顯微鏡檢測下層數(shù)為4~6層,在1A/g電流密度下的比容量為168.9F/g。
　　因石墨烯相鄰片層容易發(fā)生團聚,使其有效比表面積下降,電化學性能降低,通過在石墨烯片層間插入氧化釕作為支架和在片層上刻蝕擴孔來改善石墨烯的性能。采用水熱法合成了氧化釕/石墨烯(RuO2/GS)復合材料,成功的把氧化釕分散到石墨烯的片層上,分析了熱處理溫度、釕含量

3、對氧化釕/石墨烯復合材料結(jié)構(gòu)和電容性能的影響,通過XRD、TEM、循環(huán)伏安、恒流充放電等測試得出結(jié)論:熱處理溫度為150oC時復合材料電極的初始比容量最高,而且循環(huán)性能最高;當復合材料中釕質(zhì)量分數(shù)低于40％時,電極的比容量隨釕含量的增多而迅速增大,當釕質(zhì)量分數(shù)高于40%時,電極的比容量增幅很小,趨于穩(wěn)定,電流密度為1A/g下,RuO2/GS(Ru:40wt%)比容量為551F/g。用活化試劑ZnCl2對石墨烯進行活化,分析了活化試劑用量