石墨烯的制備及超電容性能研究.pdf

1、石墨烯自2004年發(fā)現(xiàn)以來，其作為一種新型的二維碳質(zhì)材料，具有非常優(yōu)異的力學、熱學、光學、電學性能，應用前景十分廣闊。目前，化學剝離法是宏量制備石墨烯的有效途徑。本文分別采用常規(guī)熱剝離還原法和微波熱剝離還原法制備了石墨烯以及進一步堿活化制備了活性石墨烯，并對其作為超級電容器電極材料的超電容性能進行了研究。
　　采用Hummers法以超細石墨粉為原料制備了氧化石墨，使用XRD、FT-IR、SEM、激光粒度儀等表征了原料以及氧化石墨的

2、結(jié)構(gòu)和形貌。結(jié)果表明，層間距由石墨的0.336nm變?yōu)檠趸?.06nm，氧化石墨層間含有大量的含氧官能團，形貌變化明顯。
　　采用常規(guī)熱剝離還原法在150℃、200℃和300℃的低溫和常壓條件下實現(xiàn)了氧化石墨片層的剝離。通過XRD、FT-IR、SEM、TEM等對石墨烯進行了表征，然后以石墨烯為電極材料通過恒流充放電、循環(huán)伏安和交流阻抗等測試了超電容性質(zhì)。結(jié)果表明，制備的石墨烯電極材料在6mol/L的KOH溶液中比電容量可達2

3、76 F/g，并具有良好的大電流充放特性。進一步采用微波熱剝離還原法制備了石墨烯，其同樣具有較好的超電容性能。
　　采用KOH為活化劑在800℃惰性氣氛下對石墨烯進行了載堿活化，所得活性石墨烯進行了掃描電子顯微鏡和比表面積及孔結(jié)構(gòu)等檢測，觀察分析了其多孔特征，所得活性石墨烯的比表面積可達1310m2/g。以活性石墨烯作為超級電容器電極材料進行了恒流充放電、循環(huán)伏安和交流阻抗等超電容性能測試，結(jié)果顯示，在不同的線性掃描速度下表現(xiàn)出良