多維碳材料的構(gòu)建及其電化學(xué)性能的研究.pdf

1、超級(jí)電容器具有容量大、功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，在各種領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其研究重點(diǎn)是提高能量密度和功率密度，發(fā)展具有高比表面積、電導(dǎo)率和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的電極材料。
　　石墨烯是碳原子緊密堆積而成的蜂窩狀二維晶格碳納米材料，具有良好的電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)，是極具潛力的儲(chǔ)能材料。但是單一組分的石墨烯無(wú)法滿足電化學(xué)檢測(cè)的所有要求，且石墨烯本身的卷曲、團(tuán)聚、層間的堆疊和其在溶劑中的分散性等限制了它在電化學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。因此，對(duì)石墨烯進(jìn)行

2、摻雜或與其他材料形成復(fù)合電極材料是當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。本文的研究目標(biāo)是將多種形態(tài)碳插層到石墨烯中，重點(diǎn)是構(gòu)建多維的石墨烯納米復(fù)合材料，發(fā)揮它們之間的相互協(xié)同作用，改善石墨烯容易發(fā)生團(tuán)聚的性質(zhì)，提高其電化學(xué)性能。
　　以氧化石墨和常見(jiàn)的糖為原料，通過(guò)超聲-煅燒法制備石墨烯/碳納米復(fù)合材料。研究表明，煅燒溫度、糖類的用量和種類對(duì)產(chǎn)物的形貌、結(jié)構(gòu)有重要影響，進(jìn)而影響產(chǎn)物的電化學(xué)性能。當(dāng)以葡萄糖為碳源時(shí)，制備的石墨烯/碳納米復(fù)合材料的比表

3、面積為414.8 m2·g-1。該材料用作超級(jí)電容器的電極材料時(shí)，在0.5 A·g-1電流密度下比電容的值為273 F?g-1。在1 A·g-1的電流密度下循環(huán)2000次后，其放電容量仍保持237 F·g-1，循環(huán)穩(wěn)定性好，并且具有較好的大電流放電能力。
　　以氧化石墨和處理的富勒烯為原料，在不同的條件下還原，通過(guò)加熱回流法制備石墨烯/富勒烯納米復(fù)合材料。研究表明，以葡萄糖做還原劑時(shí)有利于復(fù)合材料的形成。該材料用作超級(jí)電容器的電極

4、材料時(shí)，在1 A·g-1的電流密度下循環(huán)1000次后其放電容量仍保持135.36 F·g-1。
　　以氧化石墨和單壁碳納米管為原料，通過(guò)在水溶劑中加熱回流處理，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，高溫煅燒法制備石墨烯/單壁碳納米管復(fù)合納米材料。結(jié)構(gòu)測(cè)試表明單壁碳納米管分散到石墨烯的表面，接觸良好。該材料用作超級(jí)電容器的電極材料時(shí)，在1A·g-1的電流密度下，比電容達(dá)到163.8 F·g-1。經(jīng)過(guò)1500次充/放電循環(huán)后電容為初始值的90.56％，表明