紙張型金屬氧化物-石墨烯復(fù)合超級(jí)電容器電極的制備研究.pdf

1、當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速地發(fā)展，但與此同時(shí)，化石能源在不斷地消耗，溫室效應(yīng)加劇，例如風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源的發(fā)展備受關(guān)注。但因?yàn)榭稍偕茉吹牟▌?dòng)性，因此需要一種儲(chǔ)能器件來(lái)對(duì)其進(jìn)行充分利用。具備很大的功率密度、較寬的溫度適用范圍、循環(huán)壽命長(zhǎng)等特征的超級(jí)電容器應(yīng)運(yùn)而生，并已成為了廣大材料學(xué)和電化學(xué)專(zhuān)家及學(xué)者的研究熱點(diǎn)。能夠影響超級(jí)電容器的電容量的關(guān)鍵要素有很多種，其中一種就是它的電極材料，現(xiàn)階段所使用的電極材料可以分為以下幾種:分別是碳材料、金屬

2、氧化物或氫氧化物、導(dǎo)電聚合物或它們?nèi)我饨M合在一起生成的復(fù)合型材料等。
　　石墨烯的結(jié)構(gòu)特殊，作為一種新型的二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)的碳材料，已經(jīng)廣泛運(yùn)用于傳感器件、鋰離子電池、超級(jí)電容器等。石墨烯經(jīng)過(guò)氧化過(guò)程后生成氧化石墨烯，它的表面上含有大量的環(huán)氧基團(tuán)、羥基，邊緣具有大量的羰基、羧基等含氧官能團(tuán)。以氧化石墨烯為骨架結(jié)構(gòu)、含氧官能團(tuán)為活性位，金屬陽(yáng)離子進(jìn)攻活性位，合成出的金屬氧化物石墨烯的復(fù)合型材料可以作為超級(jí)電容器的電極材料，并且這項(xiàng)技術(shù)

3、已經(jīng)受到廣大科研人員及公司的關(guān)注。但是通過(guò)一步法生成一種無(wú)支撐、紙張狀、柔性的金屬氧化物/石墨烯的復(fù)合型材料，并把它們運(yùn)用到超級(jí)電容器所使用的電極材料中的實(shí)驗(yàn)研究還沒(méi)有得到大家的廣泛關(guān)注，且鮮有報(bào)道。
　　本文通過(guò)改進(jìn)后的Hummers法合成出氧化石墨烯水溶液，并將金屬陽(yáng)離子與生成的表面帶負(fù)電荷的氧化石墨烯溶液進(jìn)行混合，反應(yīng)一定時(shí)間后將混合溶液抽濾成膜，再通過(guò)溶劑熱還原法制備出金屬氧化物/石墨烯無(wú)支撐紙復(fù)合材料。并使用SEM、XR

4、D、TEM等手段表征其形貌特征，使用電化學(xué)工作站測(cè)其電學(xué)性能。主要包括以下內(nèi)容:
　　分別使用四水合醋酸錳、六水合氯化鐵溶液、四水合醋酸鈷與氧化石墨烯混合，抽濾成一張無(wú)支撐的紙狀結(jié)構(gòu)，再利用氨氣的還原性和堿性，分別生成不同質(zhì)量比的MnCO/石墨烯復(fù)合材料、Fe2O拓墨烯復(fù)合材料、CoOOH/石墨烯復(fù)合材料。其中，MnCO3/石墨烯復(fù)合型材料在電流密度是0.67 A/g時(shí)，比電容可以達(dá)到367 F/g,循環(huán)充放電12000次后，比電